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- EMDB-35035: Cryo-EM structure of the EvCas9-sgRNA-target DNA ternary complex -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-35035
タイトルCryo-EM structure of the EvCas9-sgRNA-target DNA ternary complex
マップデータ
試料
  • 複合体: Ternary complex of EvCas9-sgRNA-dsDNA
    • タンパク質・ペプチド: CRISPR-associated endonuclease Cas9
    • RNA: sgRNA
    • DNA: Target DNA strand
    • DNA: Non-target DNA strand
キーワードRNA / DNA / RNA BINDING PROTEIN/RNA/DNA / RNA BINDING PROTEIN-RNA-DNA complex
機能・相同性
機能・相同性情報


maintenance of CRISPR repeat elements / 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
Cas9, PI domain / Cas9, WED domain / CRISPR-Cas9 WED domain / CRISPR-Cas9 PI domain / RuvC endonuclease subdomain 3 / RuvC endonuclease subdomain 3 / HNH endonuclease / CRISPR-associated endonuclease Cas9 / Cas9-type HNH domain / Cas9-type HNH domain profile. ...Cas9, PI domain / Cas9, WED domain / CRISPR-Cas9 WED domain / CRISPR-Cas9 PI domain / RuvC endonuclease subdomain 3 / RuvC endonuclease subdomain 3 / HNH endonuclease / CRISPR-associated endonuclease Cas9 / 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
類似検索 - 構成要素
生物種Eubacterium ventriosum ATCC 27560 (バクテリア) / synthetic construct (人工物)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.43 Å
データ登録者Tang N / Wu Z / Gao Y / Chen W / Su M / Wang Z / Ji Q
資金援助 中国, 2件
OrganizationGrant number国
National Natural Science Foundation of China (NSFC)21922705 中国
National Natural Science Foundation of China (NSFC)22277078 中国
引用ジャーナル: ACS Synth Biol / 年: 2024
タイトル: Molecular Basis and Genome Editing Applications of a Compact CRISPR-Cas9 System.
著者: Na Tang / Zhaowei Wu / Yan Gao / Weizhong Chen / Zixiao Wang / Mengjiao Su / Wenxin Ji / Quanjiang Ji /
要旨: CRISPR-Cas9 systems have been widely harnessed for diverse genome editing applications because of their ease of use and high efficiency. However, the large molecular sizes and strict PAM requirements ...CRISPR-Cas9 systems have been widely harnessed for diverse genome editing applications because of their ease of use and high efficiency. However, the large molecular sizes and strict PAM requirements of commonly used CRISPR-Cas9 systems restrict their broad applications in therapeutics. Here, we report the molecular basis and genome editing applications of a novel compact type II-A CRISPR-Cas9 system (EvCas9) with 1107 residues and distinct 5'-NNGDGN-3' (where D represents A, T, or G) PAM specificity. We determine the cryo-EM structure of EvCas9 in a complex with an sgRNA and a target DNA, revealing the detailed PAM recognition and sgRNA and target DNA association mechanisms. Additionally, we demonstrate the robust genome editing capacity of EvCas9 in bacteria and human cells with superior fidelity compared to SaCas9 and SpCas9, and we engineer it to be efficient base editors by fusing a cytidine or adenosine deaminase. Collectively, our results facilitate further understanding of CRISPR-Cas9 working mechanisms and expand the compact CRISPR-Cas9 toolbox.
履歴
登録2022年12月23日-
ヘッダ(付随情報) 公開2023年12月27日-
マップ公開2023年12月27日-
更新2024年10月9日-
現状2024年10月9日処理サイト: PDBc / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_35035.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_35035.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.)
0.82 Å/pix.
x 384 pix.
= 314.88 Å		0.82 Å/pix.
x 384 pix.
= 314.88 Å		0.82 Å/pix.
x 384 pix.
= 314.88 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: 0.82 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: 0.1
最小 - 最大-1.8336205 - 3.260326
平均 (標準偏差)-0.000088828965 (±0.04034778)
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: 314.88 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: #1

ファイルemd_35035_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: #2

ファイルemd_35035_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 EvCas9-sgRNA-dsDNA

全体名称: Ternary complex of EvCas9-sgRNA-dsDNA
要素
  • 複合体: Ternary complex of EvCas9-sgRNA-dsDNA
    • タンパク質・ペプチド: CRISPR-associated endonuclease Cas9
    • RNA: sgRNA
    • DNA: Target DNA strand
    • DNA: Non-target DNA strand

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超分子 #1: Ternary complex of EvCas9-sgRNA-dsDNA

超分子名称: Ternary complex of EvCas9-sgRNA-dsDNA / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all
由来(天然)生物種: Eubacterium ventriosum ATCC 27560 (バクテリア)
分子量理論値: 156.5 KDa

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分子 #1: CRISPR-associated endonuclease Cas9

分子名称: CRISPR-associated endonuclease Cas9 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / 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
由来(天然)生物種: Eubacterium ventriosum ATCC 27560 (バクテリア)
分子量理論値: 131.110531 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21 (大腸菌)
配列文字列: MGYTVGLDIG VASVGVAVLD ENDNIVEAVS NIFDEADTSN NKVRRTLREG RRTKRRQKTR IEDFKQLWET SGYIIPHKLH LNIIELRNK GLTELLSLDE LYCVLLSMLK HRGISYLEDA DDGEKGNAYK KGLAFNEKQL KEKMPCEIQL ERMKKYGKYH G EFIIEIND ...文字列:
MGYTVGLDIG VASVGVAVLD ENDNIVEAVS NIFDEADTSN NKVRRTLREG RRTKRRQKTR IEDFKQLWET SGYIIPHKLH LNIIELRNK GLTELLSLDE LYCVLLSMLK HRGISYLEDA DDGEKGNAYK KGLAFNEKQL KEKMPCEIQL ERMKKYGKYH G EFIIEIND EKEYQSNVFT TKAYKKELEK IFETQRCNGN KINTKFIKKY MEIYERKREY YIGPGNEKSR TDYGIYTTRT DE EGNFIDE KNIFGKLIGK CSVYPEEYRA SSASYTAQEF NLLNDLNNLK INNEKLTEFQ KKEIVEIIKD ASSVNMRKII KKV IDEDIE QYSGARIDKK GKEIYHTFEI YRKLKKELKT INVDIDSFTR EELDKTMDIL TLNTERESIV KAFDEQKFVY EENL IKKLI EFRKNNQRLF SGWHSFSYKA MLQLIPVMYK EPKEQMQLLT EMNVFKSKKE KYVNYKYIPE NEVVKEIYNP VVVKS IRTT VKILNALIKK YGYPESVVIE MPRDKNSDDE KEKIDMNQKK NQEEYEKILN KIYDEKGIEI TNKDYKKQKK LVLKLK LWN EQEGLCLYSG KKIAIEDLLN HPEFFEIDHI IPKSISLDDS RSNKVLVYKT ENSIKENDTP YHYLTRINGK WGFDEYK AN VLELRRRGKI DDKKVNNLLC MEDITKIDVV KGFINRNLND TRYASRVVLN EMQSFFESRK YCNTKVKVIR GSLTYQMR Q DLHLKKNREE SYSHHAVDAM LIAFSQKGYE AYRKIQKDCY DFETGEILDK EKWNKYIDDD EFDDILYKER MNEIRKKII EAEEKVKYNY KIDKKCNRGL CNQTIYGTRE KDGKIHKISS YNIYDDKECN SLKKMINSGK GSDLLMYNND PKTYRDMLKI LETYSSEKN PFVAYNKETG DYFRKYSKNH NGPKVEKVKY YSGQINSCID ISHKYGHAKN SKKVVLVSLN PYRTDVYYDN D TGKYYLVG VKYNHIKCVG NKYVIDSETY NELLRKEGVL NSDENLEDLN SKNITYKFSL YKNDIIQYEK GGEYYTERFL SR IKEQKNL IETKPINKPN FQRKNKKGEW ENTRNQIALA KTKYVGKLVT DVLGNCYIVN MEKFSLVVDK

UniProtKB: CRISPR-associated endonuclease Cas9

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分子 #2: sgRNA

分子名称: sgRNA / タイプ: rna / ID: 2 / コピー数: 1
由来(天然)生物種: synthetic construct (人工物)
分子量理論値: 23.97624 KDa
配列文字列:
GGUAAUCGCU CUCCUCCGGC GAUUUUAGUA CCUGAGAAAU CAGAUCUACU AAAACAAGGC UUUAUGCCGA AAUCA

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分子 #3: Target DNA strand

分子名称: Target DNA strand / タイプ: dna / ID: 3 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: synthetic construct (人工物)
分子量理論値: 8.641558 KDa
配列文字列:
(DC)(DG)(DC)(DC)(DA)(DC)(DG)(DT)(DC)(DG) (DC)(DC)(DG)(DG)(DA)(DG)(DG)(DA)(DG)(DA) (DG)(DC)(DG)(DA)(DT)(DT)(DA)(DC)

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分子 #4: Non-target DNA strand

分子名称: Non-target DNA strand / タイプ: dna / ID: 4 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: synthetic construct (人工物)
分子量理論値: 2.467629 KDa
配列文字列:
(DA)(DC)(DG)(DT)(DG)(DG)(DC)(DG)

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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0.5 mg/mL
緩衝液pH: 7.5
構成要素:
濃度式名称
300.0 mMNaClsodium chloride
5.0 mMMgCl2magnesium chloride
20.0 mMTris-HClTRIS hydrochloride
1.0 mMDTTDithiothreitol
グリッドモデル: Homemade / 材質: GOLD / メッシュ: 300 / 前処理 - タイプ: PLASMA CLEANING / 前処理 - 時間: 30 sec. / 前処理 - 雰囲気: OTHER
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 281.15 K / 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 (6k x 4k) / 平均電子線量: 16.8 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）: 1.8 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.2 µm
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

粒子像選択選択した数: 300599
初期モデルモデルのタイプ: PDB ENTRY
PDBモデル - PDB ID:

6m0x

最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.43 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 33599
初期 角度割当タイプ: RANDOM ASSIGNMENT
最終 角度割当タイプ: RANDOM ASSIGNMENT
FSC曲線 (解像度の算出)

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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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