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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-27801
タイトルCryo-EM structure of Acidibacillus sulfuroxidans Cas12f in complex with sgRNA and target DNA
マップデータ
試料
  • 複合体: AsCas12f-sgRNA-DNA
    • タンパク質・ペプチド: OrfB_Zn_ribbon domain-containing protein
    • DNA: target DNA strand
    • DNA: Non-target DNA strand
    • RNA: sgRNA
  • リガンド: ZINC ION
キーワードCRISPR / Cas12 / gene editing / RNA BINDING PROTEIN-RNA-DNA complex
機能・相同性: / Transposase IS605, OrfB, C-terminal / Cas12f1-like, TNB domain / endonuclease activity / 加水分解酵素; エステル加水分解酵素 / DNA binding / RNA binding / metal ion binding / CRISPR-associated endodeoxyribonuclease Cas12f1
機能・相同性情報
生物種Acidibacillus sulfuroxidans (バクテリア) / Homo sapiens (ヒト)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.9 Å
データ登録者Liu C / Zhao M
資金援助 米国, 1件
OrganizationGrant number
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)GM143052 米国
引用ジャーナル: Nat Chem Biol / : 2023
タイトル: An engineered hypercompact CRISPR-Cas12f system with boosted gene-editing activity.
著者: Tong Wu / Chang Liu / Siyuan Zou / Ruitu Lyu / Bowei Yang / Hao Yan / Minglei Zhao / Weixin Tang /
要旨: Compact CRISPR-Cas systems offer versatile treatment options for genetic disorders, but their application is often limited by modest gene-editing activity. Here we present enAsCas12f, an engineered ...Compact CRISPR-Cas systems offer versatile treatment options for genetic disorders, but their application is often limited by modest gene-editing activity. Here we present enAsCas12f, an engineered RNA-guided DNA endonuclease up to 11.3-fold more potent than its parent protein, AsCas12f, and one-third of the size of SpCas9. enAsCas12f shows higher DNA cleavage activity than wild-type AsCas12f in vitro and functions broadly in human cells, delivering up to 69.8% insertions and deletions at user-specified genomic loci. Minimal off-target editing is observed with enAsCas12f, suggesting that boosted on-target activity does not impair genome-wide specificity. We determine the cryo-electron microscopy (cryo-EM) structure of the AsCas12f-sgRNA-DNA complex at a resolution of 2.9 Å, which reveals dimerization-mediated substrate recognition and cleavage. Structure-guided single guide RNA (sgRNA) engineering leads to sgRNA-v2, which is 33% shorter than the full-length sgRNA, but with on par activity. Together, the engineered hypercompact AsCas12f system enables robust and faithful gene editing in mammalian cells.
履歴
登録2022年8月7日-
ヘッダ(付随情報) 公開2023年7月12日-
マップ公開2023年7月12日-
更新2025年5月14日-
現状2025年5月14日処理サイト: RCSB / 状態: 公開

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構造の表示

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_27801.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 64 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.065 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.02
最小 - 最大-0.03330448 - 0.098283775
平均 (標準偏差)-0.000030770836 (±0.0021748214)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ256256256
Spacing256256256
セルA=B=C: 272.64 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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試料の構成要素

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全体 : AsCas12f-sgRNA-DNA

全体名称: AsCas12f-sgRNA-DNA
要素
  • 複合体: AsCas12f-sgRNA-DNA
    • タンパク質・ペプチド: OrfB_Zn_ribbon domain-containing protein
    • DNA: target DNA strand
    • DNA: Non-target DNA strand
    • RNA: sgRNA
  • リガンド: ZINC ION

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超分子 #1: AsCas12f-sgRNA-DNA

超分子名称: AsCas12f-sgRNA-DNA / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#4
由来(天然)生物種: Acidibacillus sulfuroxidans (バクテリア)

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分子 #1: OrfB_Zn_ribbon domain-containing protein

分子名称: OrfB_Zn_ribbon domain-containing protein / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Acidibacillus sulfuroxidans (バクテリア)
分子量理論値: 51.424703 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MAHHHHHHSA ALEVLFQGPG YQDPMIKVYR YEIVKPLDLD WKEFGTILRQ LQQETRFALN KATQLAWEWM GFSSDYKDNH GEYPKSKDI LGYTNVHGYA YHTIKTKAYR LNSGNLSQTI KRATDRFKAY QKEILRGDMS IPSYKRDIPL DLIKENISVN R MNHGDYIA ...文字列:
MAHHHHHHSA ALEVLFQGPG YQDPMIKVYR YEIVKPLDLD WKEFGTILRQ LQQETRFALN KATQLAWEWM GFSSDYKDNH GEYPKSKDI LGYTNVHGYA YHTIKTKAYR LNSGNLSQTI KRATDRFKAY QKEILRGDMS IPSYKRDIPL DLIKENISVN R MNHGDYIA SLSLLSNPAK QEMNVKRKIS VIIIVRGAGK TIMDRILSGE YQVSASQIIH DDRKNKWYLN ISYDFEPQTR VL DLNKIMG IALGVAVAVY MAFQHTPARY KLEGGEIENF RRQVESRRIS MLRQGKYAGG ARGGHGRDKR IKPIEQLRDK IAN FRDTTN HRYSRYIVDM AIKEGCGTIQ MEDLTNIRDI GSRFLQNWTY YDLQQKIIYK AEEAGIKVIK IDPQYTSQRC SECG NIDSG NRIGQAIFKC RACGYEANAD YNAARNIAIP NIDKIIAESI K

UniProtKB: CRISPR-associated endodeoxyribonuclease Cas12f1

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分子 #2: target DNA strand

分子名称: target DNA strand / タイプ: dna / ID: 2 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 12.983318 KDa
配列文字列:
(DT)(DT)(DC)(DC)(DG)(DG)(DC)(DC)(DT)(DG) (DG)(DA)(DT)(DT)(DG)(DT)(DG)(DG)(DG)(DT) (DC)(DT)(DT)(DG)(DA)(DG)(DA)(DG)(DC) (DA)(DA)(DA)(DA)(DA)(DC)(DC)(DT)(DG)(DT) (DT) (DT)(DT)

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分子 #3: Non-target DNA strand

分子名称: Non-target DNA strand / タイプ: dna / ID: 3 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 12.877307 KDa
配列文字列:
(DA)(DA)(DA)(DA)(DC)(DA)(DG)(DG)(DT)(DT) (DT)(DT)(DT)(DG)(DC)(DT)(DC)(DT)(DC)(DA) (DA)(DG)(DA)(DC)(DC)(DC)(DA)(DC)(DA) (DA)(DT)(DC)(DC)(DA)(DG)(DG)(DC)(DC)(DG) (DG) (DA)(DA)

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分子 #4: sgRNA

分子名称: sgRNA / タイプ: rna / ID: 4 / コピー数: 1
由来(天然)生物種: Acidibacillus sulfuroxidans (バクテリア)
分子量理論値: 62.289094 KDa
配列文字列: GGAUUCGUCG GUUCAGCGAC GAUAAGCCGA GAAGUGCCAA UAAAACUGUU AAGUGGUUUG GUAACGCUCG GUAAGGUAGC CAAAAGGCU GAAACUCCGU GCACAAAGAC CGCACGGACG CUUCACAUAU AGCUCAUAAA CAAGGGUUUG CGAGCUAGCU U GUGGAGUG ...文字列:
GGAUUCGUCG GUUCAGCGAC GAUAAGCCGA GAAGUGCCAA UAAAACUGUU AAGUGGUUUG GUAACGCUCG GUAAGGUAGC CAAAAGGCU GAAACUCCGU GCACAAAGAC CGCACGGACG CUUCACAUAU AGCUCAUAAA CAAGGGUUUG CGAGCUAGCU U GUGGAGUG UGAACCUCUC AAGACCCACA AUCCA

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分子 #5: ZINC ION

分子名称: ZINC ION / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 1 / : ZN
分子量理論値: 65.409 Da

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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

緩衝液pH: 8
凍結凍結剤: ETHANE / 装置: FEI VITROBOT MARK IV

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)
平均電子線量: 50.0 e/Å2
電子線加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD / 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): 1.0 µm
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING ONLY
初期モデルモデルのタイプ: INSILICO MODEL
In silico モデル: Ab initio reconstruction from CryoSPARC
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.9 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 490190
初期 角度割当タイプ: RANDOM ASSIGNMENT
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION

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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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