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基本情報
登録情報 | ![]() | |||||||||
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タイトル | SpCas9 bound to 12-nucleotide complementary DNA substrate | |||||||||
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![]() | CRISPR / Cas9 / R-loop / substrate binding / off-target / HYDROLASE | |||||||||
機能・相同性 | ![]() maintenance of CRISPR repeat elements / 3'-5' exonuclease activity / DNA endonuclease activity / defense response to virus / 加水分解酵素; エステル加水分解酵素 / DNA binding / RNA binding / metal ion binding 類似検索 - 分子機能 | |||||||||
生物種 | ![]() | |||||||||
手法 | 単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.64 Å | |||||||||
![]() | Pacesa M / Jinek M | |||||||||
資金援助 | ![]()
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![]() | ![]() タイトル: R-loop formation and conformational activation mechanisms of Cas9. 著者: Martin Pacesa / Luuk Loeff / Irma Querques / Lena M Muckenfuss / Marta Sawicka / Martin Jinek / ![]() 要旨: Cas9 is a CRISPR-associated endonuclease capable of RNA-guided, site-specific DNA cleavage. The programmable activity of Cas9 has been widely utilized for genome editing applications, yet its precise ...Cas9 is a CRISPR-associated endonuclease capable of RNA-guided, site-specific DNA cleavage. The programmable activity of Cas9 has been widely utilized for genome editing applications, yet its precise mechanisms of target DNA binding and off-target discrimination remain incompletely understood. Here we report a series of cryo-electron microscopy structures of Streptococcus pyogenes Cas9 capturing the directional process of target DNA hybridization. In the early phase of R-loop formation, the Cas9 REC2 and REC3 domains form a positively charged cleft that accommodates the distal end of the target DNA duplex. Guide-target hybridization past the seed region induces rearrangements of the REC2 and REC3 domains and relocation of the HNH nuclease domain to assume a catalytically incompetent checkpoint conformation. Completion of the guide-target heteroduplex triggers conformational activation of the HNH nuclease domain, enabled by distortion of the guide-target heteroduplex, and complementary REC2 and REC3 domain rearrangements. Together, these results establish a structural framework for target DNA-dependent activation of Cas9 that sheds light on its conformational checkpoint mechanism and may facilitate the development of novel Cas9 variants and guide RNA designs with enhanced specificity and activity. | |||||||||
履歴 |
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構造の表示
添付画像 |
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ダウンロードとリンク
-EMDBアーカイブ
マップデータ | ![]() | 106.9 MB | ![]() | |
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ヘッダ (付随情報) | ![]() ![]() | 17.2 KB 17.2 KB | 表示 表示 | ![]() |
FSC (解像度算出) | ![]() | 13.3 KB | 表示 | ![]() |
画像 | ![]() | 63.6 KB | ||
Filedesc metadata | ![]() | 6.4 KB | ||
その他 | ![]() ![]() | 200.3 MB 200.3 MB | ||
アーカイブディレクトリ | ![]() ![]() | HTTPS FTP |
-関連構造データ
関連構造データ | ![]() 7z4gMC ![]() 7z4cC ![]() 7z4dC ![]() 7z4eC ![]() 7z4hC ![]() 7z4iC ![]() 7z4jC ![]() 7z4kC ![]() 7z4lC M: このマップから作成された原子モデル C: 同じ文献を引用 ( |
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類似構造データ | 類似検索 - 機能・相同性 ![]() |
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リンク
EMDBのページ | ![]() ![]() |
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「今月の分子」の関連する項目 |
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マップ
ファイル | ![]() | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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投影像・断面図 | 画像のコントロール
画像は Spider により作成 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ボクセルのサイズ | X=Y=Z: 0.65 Å | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
密度 |
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対称性 | 空間群: 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
詳細 | EMDB XML:
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-添付データ
-ハーフマップ: #1
ファイル | emd_14496_half_map_1.map | ||||||||||||
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投影像・断面図 |
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密度ヒストグラム |
-ハーフマップ: #2
ファイル | emd_14496_half_map_2.map | ||||||||||||
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投影像・断面図 |
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密度ヒストグラム |
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試料の構成要素
-全体 : Ternary complex of SpCas9-sgRNA bound to a 12-nucleotide compleme...
全体 | 名称: Ternary complex of SpCas9-sgRNA bound to a 12-nucleotide complementary DNA substrate |
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要素 |
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-超分子 #1: Ternary complex of SpCas9-sgRNA bound to a 12-nucleotide compleme...
超分子 | 名称: Ternary complex of SpCas9-sgRNA bound to a 12-nucleotide complementary DNA substrate タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all |
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由来(天然) | 生物種: ![]() |
-分子 #1: sgRNA
分子 | 名称: sgRNA / タイプ: rna / ID: 1 / コピー数: 1 |
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由来(天然) | 生物種: synthetic construct (人工物) |
分子量 | 理論値: 33.005641 KDa |
配列 | 文字列: GGGACGCAUA AAGAUGAGAC GCGUUUUAGA GCUAGAAAUA GCAAGUUAAA AUAAGGCUAG UCCGUUAUCA ACUUGAAAAA GUGGCACCG AGUCGGUGCU UUU |
-分子 #2: CRISPR-associated endonuclease Cas9/Csn1
分子 | 名称: CRISPR-associated endonuclease Cas9/Csn1 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO EC番号: 加水分解酵素; エステル加水分解酵素 |
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由来(天然) | 生物種: ![]() |
分子量 | 理論値: 158.588781 KDa |
組換発現 | 生物種: ![]() ![]() |
配列 | 文字列: MDKKYSIGLA IGTNSVGWAV ITDEYKVPSK KFKVLGNTDR HSIKKNLIGA LLFDSGETAE ATRLKRTARR RYTRRKNRIC YLQEIFSNE MAKVDDSFFH RLEESFLVEE DKKHERHPIF GNIVDEVAYH EKYPTIYHLR KKLVDSTDKA DLRLIYLALA H MIKFRGHF ...文字列: MDKKYSIGLA IGTNSVGWAV ITDEYKVPSK KFKVLGNTDR HSIKKNLIGA LLFDSGETAE ATRLKRTARR RYTRRKNRIC YLQEIFSNE MAKVDDSFFH RLEESFLVEE DKKHERHPIF GNIVDEVAYH EKYPTIYHLR KKLVDSTDKA DLRLIYLALA H MIKFRGHF LIEGDLNPDN SDVDKLFIQL VQTYNQLFEE NPINASGVDA KAILSARLSK SRRLENLIAQ LPGEKKNGLF GN LIALSLG LTPNFKSNFD LAEDAKLQLS KDTYDDDLDN LLAQIGDQYA DLFLAAKNLS DAILLSDILR VNTEITKAPL SAS MIKRYD EHHQDLTLLK ALVRQQLPEK YKEIFFDQSK NGYAGYIDGG ASQEEFYKFI KPILEKMDGT EELLVKLNRE DLLR KQRTF DNGSIPHQIH LGELHAILRR QEDFYPFLKD NREKIEKILT FRIPYYVGPL ARGNSRFAWM TRKSEETITP WNFEE VVDK GASAQSFIER MTNFDKNLPN EKVLPKHSLL YEYFTVYNEL TKVKYVTEGM RKPAFLSGEQ KKAIVDLLFK TNRKVT VKQ LKEDYFKKIE CFDSVEISGV EDRFNASLGT YHDLLKIIKD KDFLDNEENE DILEDIVLTL TLFEDREMIE ERLKTYA HL FDDKVMKQLK RRRYTGWGRL SRKLINGIRD KQSGKTILDF LKSDGFANRN FMQLIHDDSL TFKEDIQKAQ VSGQGDSL H EHIANLAGSP AIKKGILQTV KVVDELVKVM GRHKPENIVI EMARENQTTQ KGQKNSRERM KRIEEGIKEL GSQILKEHP VENTQLQNEK LYLYYLQNGR DMYVDQELDI NRLSDYDVDA IVPQSFLKDD SIDNKVLTRS DKNRGKSDNV PSEEVVKKMK NYWRQLLNA KLITQRKFDN LTKAERGGLS ELDKAGFIKR QLVETRQITK HVAQILDSRM NTKYDENDKL IREVKVITLK S KLVSDFRK DFQFYKVREI NNYHHAHDAY LNAVVGTALI KKYPKLESEF VYGDYKVYDV RKMIAKSEQE IGKATAKYFF YS NIMNFFK TEITLANGEI RKRPLIETNG ETGEIVWDKG RDFATVRKVL SMPQVNIVKK TEVQTGGFSK ESILPKRNSD KLI ARKKDW DPKKYGGFDS PTVAYSVLVV AKVEKGKSKK LKSVKELLGI TIMERSSFEK NPIDFLEAKG YKEVKKDLII KLPK YSLFE LENGRKRMLA SAGELQKGNE LALPSKYVNF LYLASHYEKL KGSPEDNEQK QLFVEQHKHY LDEIIEQISE FSKRV ILAD ANLDKVLSAY NKHRDKPIRE QAENIIHLFT LTNLGAPAAF KYFDTTIDRK RYTSTKEVLD ATLIHQSITG LYETRI DLS QLGGD UniProtKB: CRISPR-associated endonuclease Cas9/Csn1 |
-分子 #3: Target strand of 12-nucleotide complementary DNA substrate
分子 | 名称: Target strand of 12-nucleotide complementary DNA substrate タイプ: dna / ID: 3 / コピー数: 1 / 分類: DNA |
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由来(天然) | 生物種: synthetic construct (人工物) |
分子量 | 理論値: 9.768276 KDa |
配列 | 文字列: (DC)(DG)(DT)(DG)(DA)(DT)(DT)(DC)(DC)(DA) (DG)(DC)(DG)(DT)(DC)(DT)(DC)(DA)(DT)(DC) (DT)(DT)(DA)(DT)(DA)(DC)(DG)(DC)(DA) (DG)(DC)(DG) |
-分子 #4: Non-target strand of 12-nucleotide complementary DNA substrate
分子 | 名称: Non-target strand of 12-nucleotide complementary DNA substrate タイプ: dna / ID: 4 / コピー数: 1 / 分類: DNA |
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由来(天然) | 生物種: synthetic construct (人工物) |
分子量 | 理論値: 9.87235 KDa |
配列 | 文字列: (DC)(DG)(DC)(DT)(DG)(DC)(DG)(DT)(DA)(DT) (DG)(DG)(DA)(DC)(DG)(DC)(DT)(DA)(DT)(DT) (DA)(DT)(DT)(DG)(DG)(DA)(DA)(DT)(DC) (DA)(DC)(DG) |
-実験情報
-構造解析
手法 | クライオ電子顕微鏡法 |
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![]() | 単粒子再構成法 |
試料の集合状態 | particle |
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試料調製
緩衝液 | pH: 7.5 |
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凍結 | 凍結剤: ETHANE-PROPANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 293.15 K |
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電子顕微鏡法
顕微鏡 | FEI TITAN KRIOS |
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撮影 | フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 平均電子線量: 66.6 e/Å2 |
電子線 | 加速電圧: 300 kV / 電子線源: ![]() |
電子光学系 | 照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD / Cs: 2.7 mm / 最大 デフォーカス(公称値): 2.4 µm / 最小 デフォーカス(公称値): 1.0 µm |
実験機器 | ![]() モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company |