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- EMDB-29896: Exploiting Activation and Inactivation Mechanisms in Type I-C CRI... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-29896
タイトルExploiting Activation and Inactivation Mechanisms in Type I-C CRISPR-Cas3 for Genome Editing Applications
マップデータ
試料
  • 複合体: Ternary complex of Cas3 with dsDNA bound type I-C Cascade at R-loop formation
    • タンパク質・ペプチド: Cas7
    • タンパク質・ペプチド: Cas8
    • タンパク質・ペプチド: Cas11
    • RNA: crRNA (43-MER)
    • タンパク質・ペプチド: Cas5
キーワードCRISPR / type I-C / cascade / anti-CRISPR / HYDROLASE-RNA complex
機能・相同性
機能・相同性情報


maintenance of CRISPR repeat elements / defense response to virus / endonuclease activity / 加水分解酵素; エステル加水分解酵素 / RNA binding
類似検索 - 分子機能
CRISPR-associated protein, Csd1-type / CRISPR-associated protein (Cas_Csd1) / CRISPR pre-crRNA endoribonuclease Cas5d / CRISPR-associated protein, Cas5 / CRISPR-associated protein (Cas_Cas5) / CRISPR-associated protein Cas5, N-terminal
類似検索 - ドメイン・相同性
Type I-C CRISPR-associated protein Cas8c/Csd1 / : / : / pre-crRNA processing endonuclease
類似検索 - 構成要素
生物種Neisseria lactamica (バクテリア)
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
データ登録者Hu C / Nam KH / Ke A
資金援助 米国, 1件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Center for Research Resources (NIH/NCRR)GM118174 米国
引用ジャーナル: Mol Cell / 年: 2024
タイトル: Exploiting activation and inactivation mechanisms in type I-C CRISPR-Cas3 for genome-editing applications.
著者: Chunyi Hu / Mason T Myers / Xufei Zhou / Zhonggang Hou / Macy L Lozen / Ki Hyun Nam / Yan Zhang / Ailong Ke /
要旨: Type I CRISPR-Cas systems utilize the RNA-guided Cascade complex to identify matching DNA targets and the nuclease-helicase Cas3 to degrade them. Among the seven subtypes, type I-C is compact in size ...Type I CRISPR-Cas systems utilize the RNA-guided Cascade complex to identify matching DNA targets and the nuclease-helicase Cas3 to degrade them. Among the seven subtypes, type I-C is compact in size and highly active in creating large-sized genome deletions in human cells. Here, we use four cryoelectron microscopy snapshots to define its RNA-guided DNA binding and cleavage mechanisms in high resolution. The non-target DNA strand (NTS) is accommodated by I-C Cascade in a continuous binding groove along the juxtaposed Cas11 subunits. Binding of Cas3 further traps a flexible bulge in NTS, enabling NTS nicking. We identified two anti-CRISPR proteins AcrIC8 and AcrIC9 that strongly inhibit Neisseria lactamica I-C function. Structural analysis showed that AcrIC8 inhibits PAM recognition through allosteric inhibition, whereas AcrIC9 achieves so through direct competition. Both Acrs potently inhibit I-C-mediated genome editing and transcriptional modulation in human cells, providing the first off-switches for type I CRISPR eukaryotic genome engineering.
履歴
登録2023年2月22日-
ヘッダ(付随情報) 公開2024年3月6日-
マップ公開2024年3月6日-
更新2024年3月6日-
現状2024年3月6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_29896.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_29896.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 83.7 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.)
1.41 Å/pix.
x 280 pix.
= 393.596 Å		1.41 Å/pix.
x 280 pix.
= 393.596 Å		1.41 Å/pix.
x 280 pix.
= 393.596 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: 1.4057 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: 0.119
最小 - 最大-0.42682198 - 0.9831813
平均 (標準偏差)-0.001205841 (±0.034581985)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ280280280
Spacing280280280
セルA=B=C: 393.59598 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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ハーフマップ: #2

ファイルemd_29896_half_map_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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ハーフマップ: #1

ファイルemd_29896_half_map_2.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 : Ternary complex of Cas3 with dsDNA bound type I-C Cascade at R-lo...

全体名称: Ternary complex of Cas3 with dsDNA bound type I-C Cascade at R-loop formation
要素
  • 複合体: Ternary complex of Cas3 with dsDNA bound type I-C Cascade at R-loop formation
    • タンパク質・ペプチド: Cas7
    • タンパク質・ペプチド: Cas8
    • タンパク質・ペプチド: Cas11
    • RNA: crRNA (43-MER)
    • タンパク質・ペプチド: Cas5

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超分子 #1: Ternary complex of Cas3 with dsDNA bound type I-C Cascade at R-lo...

超分子名称: Ternary complex of Cas3 with dsDNA bound type I-C Cascade at R-loop formation
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#5
由来(天然)生物種: Neisseria lactamica (バクテリア)
分子量理論値: 400 KDa

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分子 #1: Cas7

分子名称: Cas7 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 7 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Neisseria lactamica (バクテリア)
分子量理論値: 32.208111 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: TIEKRYDFVF LFDVQDGNPN GDPDAGNLPR IDPQTGEGLV TDVCLKRKVR NFIQMTQNDE HHDIFIREKG ILNNLIDEAH EQENVKGKE KGEKTEAARQ YMCSRYYDIR TFGAVMTTGK NAGQVRGPVQ LTFSRSIDPI MTLEHSITRM AVTNEKDASE T GDNRTMGR ...文字列:
TIEKRYDFVF LFDVQDGNPN GDPDAGNLPR IDPQTGEGLV TDVCLKRKVR NFIQMTQNDE HHDIFIREKG ILNNLIDEAH EQENVKGKE KGEKTEAARQ YMCSRYYDIR TFGAVMTTGK NAGQVRGPVQ LTFSRSIDPI MTLEHSITRM AVTNEKDASE T GDNRTMGR KFTVPYGLYR CHGFISTHFA KQTGFSENDL ELFWQALVNM FDHDHSAARG QMNARGLYVF EHSNNLGDAP AD SLFKRIQ VVKKDGVEVV RSFDDYLVSV DDKNLEETKL LRKLGG

UniProtKB: UNIPROTKB: A0A378VEU0

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分子 #2: Cas8

分子名称: Cas8 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Neisseria lactamica (バクテリア)
分子量理論値: 64.715652 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MILHALTQYY QRKAESDGGI AQEGFENKEI PFIIVIDKQG NFIQLEDTRE LKVKKKVGRT FLVPKGLGRS GSKSYEVSNL LWDHYGYVL AYAGEKGQEQ ADKQHASFTA KVNELKQALP DDAGVTAVAA FLSSAEEKSK VMQAANWAEC AKVKGCNLSF R LVDEAVDL ...文字列:
MILHALTQYY QRKAESDGGI AQEGFENKEI PFIIVIDKQG NFIQLEDTRE LKVKKKVGRT FLVPKGLGRS GSKSYEVSNL LWDHYGYVL AYAGEKGQEQ ADKQHASFTA KVNELKQALP DDAGVTAVAA FLSSAEEKSK VMQAANWAEC AKVKGCNLSF R LVDEAVDL VCQSKAVREY VSQANQTQSD NAQKGICLVT GKAAPIARLH NAVKGVNAKP APFASVNLSA FESYGKEQGF AF PIGEQAM FEYTTALNTL LAGENRFRIG DVTTVCWGAK RTPLEESLAS LINGGGKDKP DAHIDAVKAL YKSLYNGQYC KPD GEDKFY LLGLSPNSAR IVVRFWHETT VAALSESIAA WYDDLQMVRG ENSPYPEYMP LPRLLGNLVL DGKMENLPSD LIAQ ITDAA LNNRVLPVSL LQAALRRNKA EQKITYGRAS LLKAYINRAI RAGRLKNMKE LTMGLDRNRQ DIGYVLGRLF AVLEK IQAE ANPGLNATIA DRYFGSASST PIAVFGTLMR LLPHHLNKLE FEGRAVQLQW EIRQILEHCQ RFPNHLNLEQ QGLFAI GYY HETQFLFTKD ALKNLFNEA

UniProtKB: Type I-C CRISPR-associated protein Cas8c/Csd1

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分子 #3: Cas11

分子名称: Cas11 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / コピー数: 2 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Neisseria lactamica (バクテリア)
分子量理論値: 14.245184 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列:
GLDRNRQDIG YVLGRLFAVL EKIQAEANPG LNATIADRYF GSASSTPIAV FGTLMRLLPH HLNKLEFEGR AVQLQWEIRQ ILEHCQRFP NHLNLEQQGL FAIGYYHETQ FLFTKDALKN LFNEA

UniProtKB: UNIPROTKB: A0A378VF47

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分子 #5: Cas5

分子名称: Cas5 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 5 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Neisseria lactamica (バクテリア)
分子量理論値: 23.870451 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: RFILEISGDL ACFTRSELKV ERVSYPVITP SAARNILMAI LWKPAIRWKV LKIEILKPIQ WTNIRRNEVG TKMSERSGSL YIEDNRQQR ASMLLKDVAY RIHADFDMTS EAGESDNYVK FAEMFKRRAK KGQYFHQPYL GCREFPCDFR LLEKAEDGLP L EDITQDFG ...文字列:
RFILEISGDL ACFTRSELKV ERVSYPVITP SAARNILMAI LWKPAIRWKV LKIEILKPIQ WTNIRRNEVG TKMSERSGSL YIEDNRQQR ASMLLKDVAY RIHADFDMTS EAGESDNYVK FAEMFKRRAK KGQYFHQPYL GCREFPCDFR LLEKAEDGLP L EDITQDFG FMLYDMDFSK SDPRDSNNAE PMFYQCKAVN GVITVPP

UniProtKB: pre-crRNA processing endonuclease

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分子 #4: crRNA (43-MER)

分子名称: crRNA (43-MER) / タイプ: rna / ID: 4 / コピー数: 1
由来(天然)生物種: Neisseria lactamica (バクテリア)
分子量理論値: 13.816202 KDa
配列文字列:
GUUGAAACAG GGUCAGCUUG CCGUAGGUGG CAUCGCCCUC GUC

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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 / 詳細: 25mM Tris pH 7.5, 150mM NaCl
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: COPPER / メッシュ: 400 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY / 前処理 - タイプ: GLOW DISCHARGE / 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: 278 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TALOS ARCTICA
温度最低: 70.0 K / 最高: 100.0 K
特殊光学系エネルギーフィルター - 名称: GIF Bioquantum
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 撮影したグリッド数: 1798 / 実像数: 1798 / 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 / 最大 デフォーカス（補正後）: 3.0 µm / 最小 デフォーカス（補正後）: 1.5 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）: 3.5 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 2.5 µm / 倍率（公称値）: 67000
試料ステージ試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
ホルダー冷却材: NITROGEN
実験機器
モデル: Talos Arctica / 画像提供: FEI Company

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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: 3.64 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 103405
初期 角度割当タイプ: NOT APPLICABLE
最終 角度割当タイプ: NOT APPLICABLE
最終 3次元分類クラス数: 6 / 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: RIGID BODY FIT
得られたモデル

PDB-8gaf:
Exploiting Activation and Inactivation Mechanisms in Type I-C CRISPR-Cas3 for Genome Editing Applications

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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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