[日本語] English
万見
- EMDB-31721: Cryo-EM structure of spyCas9-sgRNA-DNA dimer -

+
データを開く


IDまたはキーワード:

読み込み中...

-
基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-31721
タイトルCryo-EM structure of spyCas9-sgRNA-DNA dimer
マップデータCas9 dimer
試料
  • 複合体: Ternary complex of spyCas9 with sgRNA and DNA
    • タンパク質・ペプチド: CRISPR-associated endonuclease Cas9/Csn1
    • RNA: RNA (115-MER)
    • DNA: DNA (49-MER)
キーワードComplex / RNA BINDING PROTEIN / RNA BINDING PROTEIN-RNA-DNA complex
機能・相同性
機能・相同性情報


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
CRISPR-associated endonuclease Cas9, PAM-interacting domain / CRISPR-associated endonuclease Cas9, bridge helix / CRISPR-associated endonuclease Cas9, REC lobe / REC lobe of CRISPR-associated endonuclease Cas9 / Bridge helix of CRISPR-associated endonuclease Cas9 / PAM-interacting domain of CRISPR-associated endonuclease Cas9 / CRISPR-associated endonuclease Cas9 / HNH endonuclease / Cas9-type HNH domain / Cas9-type HNH domain profile. ...CRISPR-associated endonuclease Cas9, PAM-interacting domain / CRISPR-associated endonuclease Cas9, bridge helix / CRISPR-associated endonuclease Cas9, REC lobe / REC lobe of CRISPR-associated endonuclease Cas9 / Bridge helix of CRISPR-associated endonuclease Cas9 / PAM-interacting domain of CRISPR-associated endonuclease Cas9 / CRISPR-associated endonuclease Cas9 / HNH endonuclease / Cas9-type HNH domain / Cas9-type HNH domain profile. / HNH nuclease / Ribonuclease H superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
CRISPR-associated endonuclease Cas9/Csn1
類似検索 - 構成要素
生物種Streptococcus pyogenes (化膿レンサ球菌) / Streptococcus pyogenes serotype M1 (化膿レンサ球菌)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 5.26 Å
データ登録者Liu J / Deng P
資金援助 中国, 2件
OrganizationGrant number国
Other governmentTsinghua-Peking Joint Center for Life Sciences 中国
Other governmentBeijing Advanced Innovation Center for Structural Biology 中国
引用ジャーナル: Chem Sci / 年: 2021
タイトル: Nonspecific interactions between SpCas9 and dsDNA sites located downstream of the PAM mediate facilitated diffusion to accelerate target search.
著者: Mengyi Yang / Ruirui Sun / Pujuan Deng / Yuzhuo Yang / Wenjuan Wang / Jun-Jie Gogo Liu / Chunlai Chen /
要旨: RNA-guided Cas9 (SpCas9) is a sequence-specific DNA endonuclease that works as one of the most powerful genetic editing tools. However, how Cas9 locates its target among huge amounts of dsDNAs ...RNA-guided Cas9 (SpCas9) is a sequence-specific DNA endonuclease that works as one of the most powerful genetic editing tools. However, how Cas9 locates its target among huge amounts of dsDNAs remains elusive. Here, combining biochemical and single-molecule fluorescence assays, we revealed that Cas9 uses both three-dimensional and one-dimensional diffusion to find its target with high efficiency. We further observed surprising apparent asymmetric target search regions flanking PAM sites on dsDNA under physiological salt conditions, which accelerates the target search efficiency of Cas9 by ∼10-fold. Illustrated by a cryo-EM structure of the Cas9/sgRNA/dsDNA dimer, non-specific interactions between DNA ∼8 bp downstream of the PAM site and lysines within residues 1151-1156 of Cas9, especially lys1153, are the key elements to mediate the one-dimensional diffusion of Cas9 and cause asymmetric target search regions flanking the PAM. Disrupting these non-specific interactions, such as mutating these lysines to alanines, diminishes the contribution of one-dimensional diffusion and reduces the target search rate by several times. In addition, low ionic concentrations or mutations on PAM recognition residues that modulate interactions between Cas9 and dsDNA alter apparent asymmetric target search behaviors. Together, our results reveal a unique searching mechanism of Cas9 under physiological salt conditions, and provide important guidance for both and applications of Cas9.
履歴
登録2021年8月16日-
ヘッダ(付随情報) 公開2022年8月17日-
マップ公開2022年8月17日-
更新2024年6月12日-
現状2024年6月12日処理サイト: PDBj / 状態: 公開

-
構造の表示

添付画像

emd_31721.png

ダウンロードとリンク

-
マップ

ファイルダウンロード / ファイル: emd_31721.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 125 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Cas9 dimer
ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.14 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.217
最小 - 最大-0.4338241 - 0.8681433
平均 (標準偏差)-0.001109847 (±0.033154387)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ320320320
Spacing320320320
セルA=B=C: 364.8 Å
α=β=γ: 90.0 °

-
添付データ

-
試料の構成要素

-
全体 : Ternary complex of spyCas9 with sgRNA and DNA

全体名称: Ternary complex of spyCas9 with sgRNA and DNA
要素
  • 複合体: Ternary complex of spyCas9 with sgRNA and DNA
    • タンパク質・ペプチド: CRISPR-associated endonuclease Cas9/Csn1
    • RNA: RNA (115-MER)
    • DNA: DNA (49-MER)

-
超分子 #1: Ternary complex of spyCas9 with sgRNA and DNA

超分子名称: Ternary complex of spyCas9 with sgRNA and DNA / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all
由来(天然)生物種: Streptococcus pyogenes (化膿レンサ球菌)

-
分子 #1: CRISPR-associated endonuclease Cas9/Csn1

分子名称: CRISPR-associated endonuclease Cas9/Csn1 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 2 / 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
由来(天然)生物種: Streptococcus pyogenes serotype M1 (化膿レンサ球菌)
分子量理論値: 158.111234 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: KKYSIGLDIG TNSVGWAVIT DEYKVPSKKF KVLGNTDRHS IKKNLIGALL FDSGETAEAT RLKRTARRRY TRRKNRICYL QEIFSNEMA KVDDSFFHRL EESFLVEEDK KHERHPIFGN IVDEVAYHEK YPTIYHLRKK LVDSTDKADL RLIYLALAHM I KFRGHFLI ...文字列:
KKYSIGLDIG TNSVGWAVIT DEYKVPSKKF KVLGNTDRHS IKKNLIGALL FDSGETAEAT RLKRTARRRY TRRKNRICYL QEIFSNEMA KVDDSFFHRL EESFLVEEDK KHERHPIFGN IVDEVAYHEK YPTIYHLRKK LVDSTDKADL RLIYLALAHM I KFRGHFLI EGDLNPDNSD VDKLFIQLVQ TYNQLFEENP INASGVDAKA ILSARLSKSR RLENLIAQLP GEKKNGLFGN LI ALSLGLT PNFKSNFDLA EDAKLQLSKD TYDDDLDNLL AQIGDQYADL FLAAKNLSDA ILLSDILRVN TEITKAPLSA SMI KRYDEH HQDLTLLKAL VRQQLPEKYK EIFFDQSKNG YAGYIDGGAS QEEFYKFIKP ILEKMDGTEE LLVKLNREDL LRKQ RTFDN GSIPHQIHLG ELHAILRRQE DFYPFLKDNR EKIEKILTFR IPYYVGPLAR GNSRFAWMTR KSEETITPWN FEEVV DKGA SAQSFIERMT NFDKNLPNEK VLPKHSLLYE YFTVYNELTK VKYVTEGMRK PAFLSGEQKK AIVDLLFKTN RKVTVK QLK EDYFKKIECF DSVEISGVED RFNASLGTYH DLLKIIKDKD FLDNEENEDI LEDIVLTLTL FEDREMIEER LKTYAHL FD DKVMKQLKRR RYTGWGRLSR KLINGIRDKQ SGKTILDFLK SDGFANRNFM QLIHDDSLTF KEDIQKAQVS GQGDSLHE H IANLAGSPAI KKGILQTVKV VDELVKVMGR HKPENIVIEM ARENQTTQKG QKNSRERMKR IEEGIKELGS QILKEHPVE NTQLQNEKLY LYYLQNGRDM YVDQELDINR LSDYDVDHIV PQSFLKDDSI DNKVLTRSDK NRGKSDNVPS EEVVKKMKNY WRQLLNAKL ITQRKFDNLT KAERGGLSEL DKAGFIKRQL VETRQITKHV AQILDSRMNT KYDENDKLIR EVKVITLKSK L VSDFRKDF QFYKVREINN YHHAHDAYLN AVVGTALIKK YPKLESEFVY GDYKVYDVRK MIAKSEQEIG KATAKYFFYS NI MNFFKTE ITLANGEIRK RPLIETNGET GEIVWDKGRD FATVRKVLSM PQVNIVKKTE VQTGGFSKES ILPKRNSDKL IAR KKDWDP KKYGGFDSPT VAYSVLVVAK VEKGKSKKLK SVKELLGITI MERSSFEKNP IDFLEAKGYK EVKKDLIIKL PKYS LFELE NGRKRMLASA GELQKGNELA LPSKYVNFLY LASHYEKLKG SPEDNEQKQL FVEQHKHYLD EIIEQISEFS KRVIL ADAN LDKVLSAYNK HRDKPIREQA ENIIHLFTLT NLGAPAAFKY FDTTIDRKRY TSTKEVLDAT LIHQSITGLY ETRIDL SQ

UniProtKB: CRISPR-associated endonuclease Cas9/Csn1

-
分子 #2: RNA (115-MER)

分子名称: RNA (115-MER) / タイプ: rna / ID: 2 / コピー数: 2
由来(天然)生物種: Streptococcus pyogenes (化膿レンサ球菌)
分子量理論値: 37.13709 KDa
配列文字列:
GCGCAUAAAG AUGAGACGCG UUUUAGAGCU AUGCUGUUUU GAAAAAAACA GCAUAGCAAG UUAAAAUAAG GCUAGUCCGU UAUCAACUU GAAAAAGUGG CACCGAGUCG GUGCUU

-
分子 #3: DNA (49-MER)

分子名称: DNA (49-MER) / タイプ: dna / ID: 3 / コピー数: 2 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: Streptococcus pyogenes (化膿レンサ球菌)
分子量理論値: 15.040633 KDa
配列文字列:
(DA)(DT)(DG)(DA)(DG)(DA)(DC)(DG)(DC)(DT) (DG)(DG)(DC)(DG)(DA)(DT)(DT)(DA)(DG)(DC) (DT)(DA)(DA)(DT)(DC)(DG)(DC)(DC)(DA) (DG)(DC)(DG)(DT)(DC)(DT)(DC)(DA)(DT)(DC) (DT) (DT)(DT)(DA)(DT)(DG)(DC)(DG)(DC) (DC)

-
実験情報

-
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

-
試料調製

緩衝液pH: 7.5
凍結凍結剤: ETHANE

-
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 (6k x 4k) / 平均電子線量: 53.0 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
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

-
画像解析

初期モデルモデルのタイプ: PDB ENTRY
PDBモデル - PDB ID:

5f9r

最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 5.26 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 150080
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD

+
万見について

-
お知らせ

-
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

-
2020年8月12日: 新型コロナ情報

新型コロナ情報

URL: https://pdbjlvh1.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

+
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

+
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

+
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。

-
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

他の情報も見る