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万見
- PDB-8hhl: Cryo-EM structure of the Cas12m2-crRNA-target DNA full R-loop complex -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8hhl
タイトルCryo-EM structure of the Cas12m2-crRNA-target DNA full R-loop complex
要素
  • Cas12m2
  • NTS (36-MER)
  • TS (36-MER)
  • crRNA (56-MER)
キーワードRNA BINDING PROTEIN / CRISPR-Cas / RNA BINDING PROTEIN-DNA COMPLEX
機能・相同性DNA / DNA (> 10) / RNA / RNA (> 10)
機能・相同性情報
生物種Mycolicibacterium mucogenicum (バクテリア)
手法電子顕微鏡法 / 単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.87 Å
データ登録者Omura, N.S. / Nakagawa, R. / Wu, Y.W. / Sudfeld, C. / Warren, V.R. / Hirano, H. / Kusakizako, T. / Kise, Y. / Lebbink, H.G.J. / Itoh, Y. ...Omura, N.S. / Nakagawa, R. / Wu, Y.W. / Sudfeld, C. / Warren, V.R. / Hirano, H. / Kusakizako, T. / Kise, Y. / Lebbink, H.G.J. / Itoh, Y. / Oost, V.D.J. / Nureki, O.
資金援助 日本, 1件
組織認可番号国
Japan Agency for Medical Research and Development (AMED) 日本
引用ジャーナル: Nat Struct Mol Biol / 年: 2023
タイトル: Mechanistic and evolutionary insights into a type V-M CRISPR-Cas effector enzyme.
著者: Satoshi N Omura / Ryoya Nakagawa / Christian Südfeld / Ricardo Villegas Warren / Wen Y Wu / Hisato Hirano / Charlie Laffeber / Tsukasa Kusakizako / Yoshiaki Kise / Joyce H G Lebbink / Yuzuru ...著者: Satoshi N Omura / Ryoya Nakagawa / Christian Südfeld / Ricardo Villegas Warren / Wen Y Wu / Hisato Hirano / Charlie Laffeber / Tsukasa Kusakizako / Yoshiaki Kise / Joyce H G Lebbink / Yuzuru Itoh / John van der Oost / Osamu Nureki /
要旨: RNA-guided type V CRISPR-Cas12 effectors provide adaptive immunity against mobile genetic elements (MGEs) in bacteria and archaea. Among diverse Cas12 enzymes, the recently identified Cas12m2 (CRISPR- ...RNA-guided type V CRISPR-Cas12 effectors provide adaptive immunity against mobile genetic elements (MGEs) in bacteria and archaea. Among diverse Cas12 enzymes, the recently identified Cas12m2 (CRISPR-Cas type V-M) is highly compact and has a unique RuvC active site. Although the non-canonical RuvC triad does not permit dsDNA cleavage, Cas12m2 still protects against invading MGEs through transcriptional silencing by strong DNA binding. However, the molecular mechanism of RNA-guided genome inactivation by Cas12m2 remains unknown. Here we report cryo-electron microscopy structures of two states of Cas12m2-CRISPR RNA (crRNA)-target DNA ternary complexes and the Cas12m2-crRNA binary complex, revealing structural dynamics during crRNA-target DNA heteroduplex formation. The structures indicate that the non-target DNA strand is tightly bound to a unique arginine-rich cluster in the recognition (REC) domains and the non-canonical active site in the RuvC domain, ensuring strong DNA-binding affinity of Cas12m2. Furthermore, a structural comparison of Cas12m2 with TnpB, a putative ancestor of Cas12 enzymes, suggests that the interaction of the characteristic coiled-coil REC2 insertion with the protospacer-adjacent motif-distal region of the heteroduplex is crucial for Cas12m2 to engage in adaptive immunity. Collectively, our findings improve mechanistic understanding of diverse type V CRISPR-Cas effectors and provide insights into the evolution of TnpB to Cas12 enzymes.
履歴
登録2022年11月16日登録サイト: PDBJ / 処理サイト: PDBJ
改定 1.02023年4月12日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12023年7月19日Group: Database references / カテゴリ: citation / citation_author
Item: _citation.country / _citation.journal_abbrev ..._citation.country / _citation.journal_abbrev / _citation.journal_id_CSD / _citation.journal_id_ISSN / _citation.pdbx_database_id_DOI / _citation.year
改定 1.22023年8月9日Group: Database references / カテゴリ: citation / citation_author
Item: _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title ..._citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation_author.identifier_ORCID / _citation_author.name
改定 1.32023年8月30日Group: Data collection / Database references
カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond ...chem_comp_atom / chem_comp_bond / citation / citation_author
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first ..._citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last / _citation_author.identifier_ORCID

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構造の表示

構造ビューア分子:
MolmilJmol/JSmol

ダウンロードとリンク

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集合体

登録構造単位
B: crRNA (56-MER)
C: TS (36-MER)
D: NTS (36-MER)
A: Cas12m2
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)107,0298
ポリマ－106,8914
非ポリマー1384
水00
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: gel filtration
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551

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要素

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DNA鎖 , 2種, 2分子 CD

#2: DNA鎖 TS (36-MER)


分子量: 10976.068 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成
由来: (合成) Mycolicibacterium mucogenicum (バクテリア)
#3: DNA鎖 NTS (36-MER)


分子量: 11180.160 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成
由来: (合成) Mycolicibacterium mucogenicum (バクテリア)

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RNA鎖 / タンパク質 , 2種, 2分子 BA

#1: RNA鎖 crRNA (56-MER)


分子量: 18277.932 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Mycolicibacterium mucogenicum (バクテリア)
発現宿主: Escherichia coli (大腸菌)
#4: タンパク質 Cas12m2


分子量: 66457.000 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Mycolicibacterium mucogenicum (バクテリア)
発現宿主: Escherichia coli (大腸菌)

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非ポリマー , 2種, 4分子

#5: 化合物 ChemComp-MG / MAGNESIUM ION / マグネシウムジカチオン


分子量: 24.305 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 合成 / 式: Mg / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#6: 化合物 ChemComp-ZN / ZINC ION


分子量: 65.409 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: Zn / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION

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詳細

研究の焦点であるリガンドがあるかY

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実験情報

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実験

実験手法: 電子顕微鏡法
EM実験試料の集合状態: PARTICLE / ３次元再構成法: 単粒子再構成法

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試料調製

構成要素
ID名称タイプEntity IDParent-ID由来
1Cas12m2-crRNA-target DNACOMPLEX#1-#40MULTIPLE SOURCES
2crRNA-target DNACOMPLEX#1-#31MULTIPLE SOURCES
3Cas12m2COMPLEX#41RECOMBINANT
4crRNACOMPLEX#12RECOMBINANT
5target DNACOMPLEX#2-#32SYNTHETIC
分子量実験値: NO
由来(天然)生物種: Mycolicibacterium mucogenicum (バクテリア)
由来(組換発現)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
23Escherichia coli (大腸菌)562
34Escherichia coli (大腸菌)562
緩衝液pH: 7.6
試料包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
急速凍結凍結剤: ETHANE

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電子顕微鏡撮影

実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company
顕微鏡モデル: FEI TITAN KRIOS
電子銃電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 300 kV / 照射モード: OTHER
電子レンズモード: BRIGHT FIELD / 最大 デフォーカス（公称値）: 1600 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 800 nm
撮影電子線照射量: 55 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)

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解析

CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
3次元再構成解像度: 2.87 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 182116 / 対称性のタイプ: POINT
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.0047339
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.48510470
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d20.3611861
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0351210
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.004951

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万見について

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お知らせ

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2022年2月9日: EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

  • EMDBのヘッダファイルのバージョン3が、公式のフォーマットとなりました。
  • これまでは公式だったバージョン1.9は、アーカイブから削除されます。

関連情報:EMDBヘッダ

外部リンク:wwPDBはEMDBデータモデルのバージョン3へ移行します

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2020年8月12日: 新型コロナ情報

新型コロナ情報

URL: https://pdbjlvh1.pdbj.org/emnavi/covid19.php

新ページ: EM Navigatorに新型コロナウイルスの特設ページを開設しました。

関連情報:Covid-19情報 / 2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

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2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

新型コロナウイルスの構造データ

関連情報:万見生物種 / 2020年8月12日: 新型コロナ情報

外部リンク:COVID-19特集ページ - PDBj / 今月の分子2020年2月：コロナウイルスプロテーアーゼ

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2019年1月31日: EMDBのIDの桁数の変更

EMDBのIDの桁数の変更

  • EMDBエントリに付与されているアクセスコード(EMDB-ID)は4桁の数字(例、EMD-1234)でしたが、間もなく枯渇します。これまでの4桁のID番号は4桁のまま変更されませんが、4桁の数字を使い切った後に発行されるIDは5桁以上の数字(例、EMD-12345)になります。5桁のIDは2019年の春頃から発行される見通しです。
  • EM Navigator/万見では、接頭語「EMD-」は省略されています。

関連情報:Q: 「EMD」とは何ですか？ / 万見/EM NavigatorにおけるID/アクセスコードの表記

外部リンク:EMDB Accession Codes are Changing Soon! / PDBjへお問い合わせ

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2017年7月12日: PDB大規模アップデート

PDB大規模アップデート

  • 新バージョンのPDBx/mmCIF辞書形式に基づくデータがリリースされました。
  • 今回の更新はバージョン番号が4から5になる大規模なもので、全エントリデータの書き換えが行われる「Remediation」というアップデートに該当します。
  • このバージョンアップで、電子顕微鏡の実験手法に関する多くの項目の書式が改定されました(例：em_softwareなど)。
  • EM NavigatorとYorodumiでも、この改定に基づいた表示内容になります。

外部リンク:wwPDB Remediation / OneDepデータ基準に準拠した、より強化された内容のモデル構造ファイルが、PDBアーカイブで公開されました。

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万見 (Yorodumi)

幾万の構造データを、幾万の視点から

  • 万見(Yorodumi)は、EMDB/PDB/SASBDBなどの構造データを閲覧するためのページです。
  • EM Navigatorの詳細ページの後継、Omokage検索のフロントエンドも兼ねています。

関連情報:EMDB / PDB / SASBDB / 3つのデータバンクの比較 / 万見検索 / 2016年8月31日: 新しいEM Navigatorと万見 / 万見文献 / Jmol/JSmol / 機能・相同性情報 / 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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