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万見
- PDB-9mkv: FnoCas12a bridge helix variant state 3 -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 9mkv
タイトルFnoCas12a bridge helix variant state 3
要素
  • CRISPR-associated endonuclease Cas12a
  • NTS DNA
  • TS DNA
  • crRNA
キーワードDNA BINDING PROTEIN / Cas12a / bridge helix / loop-to-helical transition / conformational cascade / allostery / off-target DNA cleavage
機能・相同性
機能・相同性情報


Bacillus subtilis ribonuclease / deoxyribonuclease I / deoxyribonuclease I activity / defense response to virus / lyase activity / DNA binding / RNA binding
類似検索 - 分子機能
: / CRISPR-associated endonuclease Cpf1 PI domain / : / CRISPR-associated endonuclease Cpf1 REC2 domain / CRISPR-associated endonuclease Cas12a / Cas12a, REC1 domain / Cas12a, RuvC nuclease domain / Cas12a, nuclease domain / Alpha helical recognition lobe domain / Nuclease domain / RuvC nuclease domain
類似検索 - ドメイン・相同性
DNA / DNA (> 10) / RNA / RNA (> 10) / CRISPR-associated endonuclease Cas12a
類似検索 - 構成要素
生物種Francisella tularensis subsp. novicida U112 (バクテリア)
synthetic construct (人工物)
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: 3.68 Å
データ登録者Ganguly, C. / Thomas, L.M. / Aribam, S.D. / Martin, L. / Rajan, R.
資金援助 米国, 3件
組織認可番号国
National Science Foundation (NSF, United States)MCB-1716423 米国
National Science Foundation (NSF, United States)MCB-2424888 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)P30GM145423 米国
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2026
タイトル: Bridge helix of Cas12a is an allosteric regulator of R-loop formation and RuvC activation.
著者: Chhandosee Ganguly / Swarmistha Devi Aribam / Alberto Monteiro Dos Santos / Lindsie Martin / Leonard M Thomas / Yihan Shao / Rakhi Rajan /
要旨: CRISPR-Cas12a, an RNA-based DNA targeting system, is widely used for genome editing and biomarker detection. To mitigate the off-target DNA cleavage of Cas12a, we previously developed a Francisella ...CRISPR-Cas12a, an RNA-based DNA targeting system, is widely used for genome editing and biomarker detection. To mitigate the off-target DNA cleavage of Cas12a, we previously developed a Francisella novicida Cas12a variant (FnoCas12a) by introducing double proline substitutions (K969P/D970P) in a conserved arginine-rich helix called the bridge helix (BH). In this work, we use a combinatorial approach to understand the molecular mechanisms of BH-mediated activation of Cas12a for DNA cleavage. We report five structures of FnoCas12a that are at different states of conformational activation. Comparison of the variant and wild-type (FnoCas12a) structures, along with activity assays and computational simulations, establishes the loop-to-helical transition and bending of the BH as an allosteric trigger for RNA-DNA hybrid propagation. These changes track with the previously reported coupled remodeling of BH and helix 1 of RuvC motif-II as well as the REC lobe movements needed to accommodate the growing hybrid. The transition of the BH is essential for the loop-to-helical transition of the "lid", which in turn opens the RuvC active site pocket for DNA entry and cleavage. Pairwise 3D structural comparison of the BH and RuvC of Cas12 and Cas9 families provides insight into the diversity of BH's structural organization in these mechanistically similar enzymes.
履歴
登録2024年12月18日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02026年2月11日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02026年2月11日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02026年2月11日Data content type: FSC / Data content type: FSC / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02026年2月11日Data content type: Half map / Part number: 1 / Data content type: Half map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02026年2月11日Data content type: Half map / Part number: 2 / Data content type: Half map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02026年2月11日Data content type: Image / Data content type: Image / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02026年2月11日Data content type: Primary map / Data content type: Primary map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12026年3月11日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation / em_admin / Item: _citation.journal_volume / _em_admin.last_update
改定 1.12026年3月11日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / EM metadata / Group: Database references / Experimental summary / Data content type: EM metadata / EM metadata / カテゴリ: citation / em_admin / Data content type: EM metadata / EM metadata / Item: _citation.journal_volume / _em_admin.last_update

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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
A: CRISPR-associated endonuclease Cas12a
B: crRNA
C: TS DNA
D: NTS DNA


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)180,9994
ポリマ－180,9994
非ポリマー00
水00
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者・ソフトウェアが定義した集合体
  • 根拠: 電子顕微鏡法, not applicable
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1

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要素

#1: タンパク質 CRISPR-associated endonuclease Cas12a / CRISPR-associated endonuclease Cpf1 / FnCas12a / FnCpf1


分子量: 152515.516 Da / 分子数: 1 / 変異: K969P, D970P / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Francisella tularensis subsp. novicida U112 (バクテリア)
遺伝子: cas12a, cpf1, FTN_1397 / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
参照: UniProt: A0Q7Q2, deoxyribonuclease I, Bacillus subtilis ribonuclease
#2: RNA鎖 crRNA


分子量: 13749.146 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) synthetic construct (人工物) / 発現宿主: synthetic construct (人工物)
#3: DNA鎖 TS DNA


分子量: 7302.752 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) synthetic construct (人工物) / 発現宿主: synthetic construct (人工物)
#4: DNA鎖 NTS DNA


分子量: 7431.839 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) synthetic construct (人工物) / 発現宿主: synthetic construct (人工物)
Has protein modificationN

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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

構成要素名称: Ternary complex of FnoCRISPR-Cas12a / タイプ: COMPLEX / Entity ID: all / 由来: RECOMBINANT
分子量値: 0.152 MDa / 実験値: NO
由来(天然)生物種: Francisella tularensis subsp. novicida U112 (バクテリア)
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
緩衝液pH: 7.5
試料包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
急速凍結装置: LEICA EM GP / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 95 % / 凍結前の試料温度: 4 K

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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: TFS KRIOS
電子銃電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 300 kV / 照射モード: FLOOD BEAM
電子レンズモード: BRIGHT FIELD / 最大 デフォーカス（公称値）: 2000 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1000 nm / Cs: 2.7 mm
撮影電子線照射量: 1.25 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

EMソフトウェア名称: PHENIX / バージョン: 1.21.1_5286 / カテゴリ: モデル精密化
CTF補正タイプ: NONE
3次元再構成解像度: 3.68 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 70592 / 対称性のタイプ: POINT
精密化最高解像度: 3.68 Å
立体化学のターゲット値: REAL-SPACE (WEIGHTED MAP SUM AT ATOM CENTERS)
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.0028752
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.46711984
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d15.2951608
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0371312
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0031341

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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://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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