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- EMDB-26081: Cascade complex from type I-A CRISPR-Cas system -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-26081
タイトルCascade complex from type I-A CRISPR-Cas system
マップデータ
試料
  • 複合体: Cascade complex from Pyrococcus furiosus type I-A CRISPR/Cas system
    • タンパク質・ペプチド: Cas8a
    • タンパク質・ペプチド: Cas11a
    • タンパク質・ペプチド: Cas7a
    • タンパク質・ペプチド: Cas5a
    • RNA: crRNA (45-MER)
キーワードCRISPR / cascade / type I-A / genome editing / RNA BINDING PROTEIN
機能・相同性
機能・相同性情報


defense response to virus
類似検索 - 分子機能
CRISPR-associated protein, MJ0385 / CRISPR-associated protein (Cas_Csa4) / CRISPR-associated protein, Cas5a type / : / CRISPR-associated protein Cas7/Cst2/DevR, subtype I-a/Apern / CRISPR-associated protein Cas7/Cst2/DevR / : / CRISPR-associated negative auto-regulator DevR/Csa2 / CRISPR-associated protein Cas5, N-terminal
類似検索 - ドメイン・相同性
Type I-A CRISPR-associated protein Cas5 / Uncharacterized protein / Type I-A CRISPR-associated protein Cas7/Csa2 / Type I-A CRISPR-associated protein Cas8a2/Csa4
類似検索 - 構成要素
生物種Geobacter sulfurreducens (バクテリア) / Pyrococcus furiosus DSM 3638 (古細菌) / Escherichia coli (大腸菌)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.4 Å
データ登録者Hu C / Ni D
資金援助 米国, スイス, 3件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)GM118117 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)GM118160 米国
Swiss National Science FoundationNCCR スイス
引用ジャーナル: Mol Cell / 年: 2022
タイトル: Allosteric control of type I-A CRISPR-Cas3 complexes and establishment as effective nucleic acid detection and human genome editing tools.
著者: Chunyi Hu / Dongchun Ni / Ki Hyun Nam / Sonali Majumdar / Justin McLean / Henning Stahlberg / Michael P Terns / Ailong Ke /
要旨: Type I CRISPR-Cas systems typically rely on a two-step process to degrade DNA. First, an RNA-guided complex named Cascade identifies the complementary DNA target. The helicase-nuclease fusion enzyme ...Type I CRISPR-Cas systems typically rely on a two-step process to degrade DNA. First, an RNA-guided complex named Cascade identifies the complementary DNA target. The helicase-nuclease fusion enzyme Cas3 is then recruited in trans for processive DNA degradation. Contrary to this model, here, we show that type I-A Cascade and Cas3 function as an integral effector complex. We provide four cryoelectron microscopy (cryo-EM) snapshots of the Pyrococcus furiosus (Pfu) type I-A effector complex in different stages of DNA recognition and degradation. The HD nuclease of Cas3 is autoinhibited inside the effector complex. It is only allosterically activated upon full R-loop formation, when the entire targeted region has been validated by the RNA guide. The mechanistic insights inspired us to convert Pfu Cascade-Cas3 into a high-sensitivity, low-background, and temperature-activated nucleic acid detection tool. Moreover, Pfu CRISPR-Cas3 shows robust bi-directional deletion-editing activity in human cells, which could find usage in allele-specific inactivation of disease-causing mutations.
履歴
登録2022年1月28日-
ヘッダ(付随情報) 公開2022年8月10日-
マップ公開2022年8月10日-
更新2024年11月13日-
現状2024年11月13日処理サイト: RCSB / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_26081.png

ダウンロードとリンク

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マップ

ファイルダウンロード / ファイル: emd_26081.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 216 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
投影像・断面図

画像のコントロール

大きさ
明度
コントラスト
その他
軸Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
0.99 Å/pix.
x 384 pix.
= 381.3 Å		0.99 Å/pix.
x 384 pix.
= 381.3 Å		0.99 Å/pix.
x 384 pix.
= 381.3 Å

表面

投影像

断面 (1/3)

断面 (1/2)

断面 (2/3)

画像は Spider により作成

ボクセルのサイズX=Y=Z: 0.99297 Å
密度

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)
表面レベル登録者による: 0.13
最小 - 最大-0.4645081 - 1.1186278
平均 (標準偏差)-0.00048190198 (±0.033241946)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ384384384
Spacing384384384
セルA=B=C: 381.3 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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追加マップ: #1

ファイルemd_26081_additional_1.map
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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試料の構成要素

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全体 : Cascade complex from Pyrococcus furiosus type I-A CRISPR/Cas system

全体名称: Cascade complex from Pyrococcus furiosus type I-A CRISPR/Cas system
要素
  • 複合体: Cascade complex from Pyrococcus furiosus type I-A CRISPR/Cas system
    • タンパク質・ペプチド: Cas8a
    • タンパク質・ペプチド: Cas11a
    • タンパク質・ペプチド: Cas7a
    • タンパク質・ペプチド: Cas5a
    • RNA: crRNA (45-MER)

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超分子 #1: Cascade complex from Pyrococcus furiosus type I-A CRISPR/Cas system

超分子名称: Cascade complex from Pyrococcus furiosus type I-A CRISPR/Cas system
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all / 詳細: Cascade alone
由来(天然)生物種: Geobacter sulfurreducens (バクテリア)
分子量理論値: 350 KDa

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分子 #1: Cas8a

分子名称: Cas8a / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Pyrococcus furiosus DSM 3638 (古細菌) / 株: ATCC 43587 / DSM 3638 / JCM 8422 / Vc1
分子量理論値: 38.800719 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: FNEFKTPQID PIFDLYVAYG YVVSLIRGGA KEATLIPHGA SYLIQTDVSN EEFRHGLVDA LSSMLSLHIA LARHSPREGG KLVSDADFS AGANINNVYW DSVPRNLEKL MKDLEKKRSV KGTATIPITL MPSAGKYMLK HFGVQGGNPI KVDLLNYALA W VGFHYYTP ...文字列:
FNEFKTPQID PIFDLYVAYG YVVSLIRGGA KEATLIPHGA SYLIQTDVSN EEFRHGLVDA LSSMLSLHIA LARHSPREGG KLVSDADFS AGANINNVYW DSVPRNLEKL MKDLEKKRSV KGTATIPITL MPSAGKYMLK HFGVQGGNPI KVDLLNYALA W VGFHYYTP YIKYAKGDTT WIHIYQIAPV EEVDMISILS LKDLKMHLPH YYESNLDFLI NRRLALLYHL LHSEALELFT EK EFVIHSY TLERSGNNQA IRSFEEEEIG KLMDFLWKLK RRDFYHAIKF IDDLLKKATE GALALIDAIM NERLEGFYTA LKL GKKAGV VSSREIVAAL EDIIC

UniProtKB: Type I-A CRISPR-associated protein Cas8a2/Csa4

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分子 #2: Cas11a

分子名称: Cas11a / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 5 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Pyrococcus furiosus DSM 3638 (古細菌) / 株: ATCC 43587 / DSM 3638 / JCM 8422 / Vc1
分子量理論値: 12.208933 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列:
GGWIRNIGRY LSYLVDDTFE EYAYDVVDGI AKARTQEELL EGVYKALRLA PKLKKKAESK GCPPPRIPSP EDIEALEEKV EQLSNPKDL RKLAVSLALW AFASWNNCP

UniProtKB: Uncharacterized protein

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分子 #3: Cas7a

分子名称: Cas7a / タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / コピー数: 7 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Pyrococcus furiosus DSM 3638 (古細菌) / 株: ATCC 43587 / DSM 3638 / JCM 8422 / Vc1
分子量理論値: 36.989148 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MYVRISGRIR LNAHSLNAQG GGGTNYIEIT KTKVTVRTEN GWTVVEVPAI TGNMLKHWHF VGFVDYFKTT PYGVNLTERA LRYNGTRFG QGETTATKAN GATVQLNDEA TIIKELADAD VHGFLAPKTG RRRVSLVKAS FILPTEDFIK EVEGERLITA I KHNRVDVD ...文字列:
MYVRISGRIR LNAHSLNAQG GGGTNYIEIT KTKVTVRTEN GWTVVEVPAI TGNMLKHWHF VGFVDYFKTT PYGVNLTERA LRYNGTRFG QGETTATKAN GATVQLNDEA TIIKELADAD VHGFLAPKTG RRRVSLVKAS FILPTEDFIK EVEGERLITA I KHNRVDVD EKGAIGSSKE GTAQMLFSRE YATGLYGFSI VLDLGLVGIP QGLPVKFEEN QPRPNIVIDP NERKARIESA LK ALIPMLS GYIGANLARS FPVFKVEELV AIASEGPIPA LVHGFYEDYI EANRSIIKNA RALGFNIEVF TYNVDLGEDI EAT KVSSVE ELVANLVKMV

UniProtKB: Type I-A CRISPR-associated protein Cas7/Csa2

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分子 #4: Cas5a

分子名称: Cas5a / タイプ: protein_or_peptide / ID: 4 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Pyrococcus furiosus DSM 3638 (古細菌) / 株: ATCC 43587 / DSM 3638 / JCM 8422 / Vc1
分子量理論値: 29.147219 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MDILLVCLRF PFFSVAKRSY QVRTSFLLPP PSALKGALAK GLILLKPEKY ASSSLDEAAL KAIKEIESKL VDIKAVSVAP LSPLIRNAF LLKRLRNLES GSNAEKSDAM RREYTFTREL LVAYIFKNLT QEEKNLYLKA AMLIDVIGDT ESLATPVWAS F VKPEDKKA ...文字列:
MDILLVCLRF PFFSVAKRSY QVRTSFLLPP PSALKGALAK GLILLKPEKY ASSSLDEAAL KAIKEIESKL VDIKAVSVAP LSPLIRNAF LLKRLRNLES GSNAEKSDAM RREYTFTREL LVAYIFKNLT QEEKNLYLKA AMLIDVIGDT ESLATPVWAS F VKPEDKKA PLAFSAPYTE IYSLLSSKIQ AKGKIRMYIE KMRVSPEYSK TKGPQEEIFY LPIEERRYKR IVYYARIYPP EV EKALTVD GEVLGIWIP

UniProtKB: Type I-A CRISPR-associated protein Cas5

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分子 #5: crRNA (45-MER)

分子名称: crRNA (45-MER) / タイプ: rna / ID: 5 / コピー数: 1
由来(天然)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
分子量理論値: 14.373537 KDa
配列文字列:
AUUGAAAGAG UGCUUCCCCA AACCCUUAAC UGGUUGUAAC AGUUG

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実験情報

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構造解析

手法クライオ電子顕微鏡法
解析単粒子再構成法
試料の集合状態particle

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試料調製

濃度1 mg/mL
緩衝液pH: 7.5 / 構成要素 - 濃度: 150.0 mM / 構成要素 - 式: NaCl / 構成要素 - 名称: sodium chloride
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: COPPER / メッシュ: 200 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 前処理 - タイプ: PLASMA CLEANING / 前処理 - 時間: 30 sec.
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 298 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV / 詳細: 6 seconds.

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電子顕微鏡法

顕微鏡TFS TALOS
特殊光学系位相板: VOLTA PHASE PLATE
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)
実像数: 800 / 平均露光時間: 2.5 sec. / 平均電子線量: 50.0 e/Å2
電子線加速電圧: 200 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系C2レンズ絞り径: 100.0 µm / 最小 デフォーカス（補正後）: 1.0 µm / 照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: DIFFRACTION / Cs: 2.7 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 2.5 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.5 µm

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画像解析

初期モデルモデルのタイプ: NONE
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.4 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: RELION / 使用した粒子像数: 79651
初期 角度割当タイプ: OTHER
最終 角度割当タイプ: OTHER
最終 3次元分類ソフトウェア - 名称: cryoSPARC

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原子モデル構築 1

精密化プロトコル: OTHER
得られたモデル

PDB-7tr6:
Cascade complex from type I-A CRISPR-Cas system

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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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