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- EMDB-36225: Cryo-EM structure of the SaCas9-sgRNA-AcrIIA15-promoter DNA dimer -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-36225
タイトルCryo-EM structure of the SaCas9-sgRNA-AcrIIA15-promoter DNA dimer
マップデータ
試料
  • 複合体: SaCas9-sgRNA-AcrIIA15-promoter DNA complex
    • 複合体: SaCas9
      • タンパク質・ペプチド: CRISPR-associated endonuclease Cas9
    • 複合体: sgRNA
      • RNA: sgRNA
    • 複合体: AcrIIA15
      • タンパク質・ペプチド: AcrIIA15
    • 複合体: DNA
      • DNA: DNA (25-MER)
      • DNA: DNA (25-MER)
キーワードII-A type anti-CRISPR protein / VIRAL PROTEIN
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
: / CRISPR-associated endonuclease Cas9, C-terminal domain / Cas9, PI domain / Cas9, WED domain / CRISPR-Cas9 WED domain / CRISPR-Cas9 PI domain / : / Cas9 RuvC domain / HNH endonuclease / CRISPR-associated endonuclease Cas9 ...: / CRISPR-associated endonuclease Cas9, C-terminal domain / Cas9, PI domain / Cas9, WED domain / CRISPR-Cas9 WED domain / CRISPR-Cas9 PI domain / : / Cas9 RuvC domain / 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Staphylococcus aureus (黄色ブドウ球菌) / Staphylococcus delphini (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: 3.82 Å
データ登録者Deng X / Wang Y
資金援助 中国, 2件
OrganizationGrant number国
National Natural Science Foundation of China (NSFC)31930065 中国
National Natural Science Foundation of China (NSFC)31725008 中国
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2024
タイトル: An anti-CRISPR that represses its own transcription while blocking Cas9-target DNA binding.
著者: Xieshuting Deng / Wei Sun / Xueyan Li / Jiuyu Wang / Zhi Cheng / Gang Sheng / Yanli Wang /
要旨: AcrIIA15 is an anti-CRISPR (Acr) protein that inhibits Staphylococcus aureus Cas9 (SaCas9). Although previous studies suggested it has dual functions, the structural and biochemical basis for its two ...AcrIIA15 is an anti-CRISPR (Acr) protein that inhibits Staphylococcus aureus Cas9 (SaCas9). Although previous studies suggested it has dual functions, the structural and biochemical basis for its two activities remains unclear. Here, we determined the cryo-EM structure of AcrIIA15 in complex with SaCas9-sgRNA to reveal the inhibitory mechanism of the Acr's C-terminal domain (CTD) in mimicking dsDNA to block protospacer adjacent motif (PAM) recognition. For the N-terminal domain (NTD), our crystal structures of the AcrIIA15-promoter DNA show that AcrIIA15 dimerizes through its NTD to recognize double-stranded (ds) DNA. Further, AcrIIA15 can simultaneously bind to both SaCas9-sgRNA and promoter DNA, creating a supercomplex of two Cas9s bound to two CTDs converging on a dimer of the NTD bound to a dsDNA. These findings shed light on AcrIIA15's inhibitory mechanisms and its autoregulation of transcription, enhancing our understanding of phage-host interactions and CRISPR defense.
履歴
登録2023年5月20日-
ヘッダ(付随情報) 公開2024年2月28日-
マップ公開2024年2月28日-
更新2024年9月11日-
現状2024年9月11日処理サイト: PDBj / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_36225.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_36225.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 178 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.)
1.04 Å/pix.
x 360 pix.
= 374.4 Å		1.04 Å/pix.
x 360 pix.
= 374.4 Å		1.04 Å/pix.
x 360 pix.
= 374.4 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: 1.04 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: 0.06
最小 - 最大-0.17535062 - 0.60695744
平均 (標準偏差)-0.00034419532 (±0.014929133)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ360360360
Spacing360360360
セルA=B=C: 374.4 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_36225_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)

-
ハーフマップ: #2

ファイルemd_36225_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 : SaCas9-sgRNA-AcrIIA15-promoter DNA complex

全体名称: SaCas9-sgRNA-AcrIIA15-promoter DNA complex
要素
  • 複合体: SaCas9-sgRNA-AcrIIA15-promoter DNA complex
    • 複合体: SaCas9
      • タンパク質・ペプチド: CRISPR-associated endonuclease Cas9
    • 複合体: sgRNA
      • RNA: sgRNA
    • 複合体: AcrIIA15
      • タンパク質・ペプチド: AcrIIA15
    • 複合体: DNA
      • DNA: DNA (25-MER)
      • DNA: DNA (25-MER)

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超分子 #1: SaCas9-sgRNA-AcrIIA15-promoter DNA complex

超分子名称: SaCas9-sgRNA-AcrIIA15-promoter DNA complex / 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: Staphylococcus aureus (黄色ブドウ球菌)

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超分子 #2: SaCas9

超分子名称: SaCas9 / タイプ: complex / ID: 2 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #1

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超分子 #3: sgRNA

超分子名称: sgRNA / タイプ: complex / ID: 3 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #2
由来(天然)生物種: Staphylococcus delphini (バクテリア)

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超分子 #4: AcrIIA15

超分子名称: AcrIIA15 / タイプ: complex / ID: 4 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #3

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超分子 #5: DNA

超分子名称: DNA / タイプ: complex / ID: 5 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #4-#5

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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: 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: Staphylococcus aureus (黄色ブドウ球菌)
分子量理論値: 124.158727 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MKRNYILGLD IGITSVGYGI IDYETRDVID AGVRLFKEAN VENNEGRRSK RGARRLKRRR RHRIQRVKKL LFDYNLLTDH SELSGINPY EARVKGLSQK LSEEEFSAAL LHLAKRRGVH NVNEVEEDTG NELSTKEQIS RNSKALEEKY VAELQLERLK K DGEVRGSI ...文字列:
MKRNYILGLD IGITSVGYGI IDYETRDVID AGVRLFKEAN VENNEGRRSK RGARRLKRRR RHRIQRVKKL LFDYNLLTDH SELSGINPY EARVKGLSQK LSEEEFSAAL LHLAKRRGVH NVNEVEEDTG NELSTKEQIS RNSKALEEKY VAELQLERLK K DGEVRGSI NRFKTSDYVK EAKQLLKVQK AYHQLDQSFI DTYIDLLETR RTYYEGPGEG SPFGWKDIKE WYEMLMGHCT YF PEELRSV KYAYNADLYN ALNDLNNLVI TRDENEKLEY YEKFQIIENV FKQKKKPTLK QIAKEILVNE EDIKGYRVTS TGK PEFTNL KVYHDIKDIT ARKEIIENAE LLDQIAKILT IYQSSEDIQE ELTNLNSELT QEEIEQISNL KGYTGTHNLS LKAI NLILD ELWHTNDNQI AIFNRLKLVP KKVDLSQQKE IPTTLVDDFI LSPVVKRSFI QSIKVINAII KKYGLPNDII IELAR EKNS KDAQKMINEM QKRNRQTNER IEEIIRTTGK ENAKYLIEKI KLHDMQEGKC LYSLEAIPLE DLLNNPFNYE VDHIIP RSV SFDNSFNNKV LVKQEENSKK GNRTPFQYLS SSDSKISYET FKKHILNLAK GKGRISKTKK EYLLEERDIN RFSVQKD FI NRNLVDTRYA TRGLMNLLRS YFRVNNLDVK VKSINGGFTS FLRRKWKFKK ERNKGYKHHA EDALIIANAD FIFKEWKK L DKAKKVMENQ MFEEKQAESM PEIETEQEYK EIFITPHQIK HIKDFKDYKY SHRVDKKPNR ELINDTLYST RKDDKGNTL IVNNLNGLYD KDNDKLKKLI NKSPEKLLMY HHDPQTYQKL KLIMEQYGDE KNPLYKYYEE TGNYLTKYSK KDNGPVIKKI KYYGNKLNA HLDITDDYPN SRNKVVKLSL KPYRFDVYLD NGVYKFVTVK NLDVIKKENY YEVNSKCYEE AKKLKKISNQ A EFIASFYN NDLIKINGEL YRVIGVNNDL LNRIEVNMID ITYREYLENM NDKRPPRIIK TIASKTQSIK KYSTDILGNL YE VKSKKHP QIIKKG

UniProtKB: CRISPR-associated endonuclease Cas9

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分子 #3: AcrIIA15

分子名称: AcrIIA15 / 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: Staphylococcus delphini (バクテリア)
分子量理論値: 20.160963 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列:
SMRKTIERLL NSELSSNSIA VRTGVSQAVI SKLRNGKKEL GNLTLNSAEK LFEYQKEMEK VDTWIVYRGR TADMNKSYIA EGSTYEEVY NNFVDKYGYD VLDEDIYEIQ LLKKNGENLD DYDVDSDGIN NYDKLDEFRE SDYVDLEDYD YRELFENSSS Q VYYHEFEI THE

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分子 #2: sgRNA

分子名称: sgRNA / タイプ: rna / ID: 2 / コピー数: 2
由来(天然)生物種: Staphylococcus aureus (黄色ブドウ球菌)
分子量理論値: 31.304432 KDa
配列文字列:
GGUCUGCUAU UUCUAUUUAC GUUUUAGUAC UCUGGAAACA GAAUCUACUA AAACAAGGCA AAAUGCCGUG UUUAUCUCGU CAACUUGUU GGCGAGAUC

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分子 #4: DNA (25-MER)

分子名称: DNA (25-MER) / タイプ: dna / ID: 4 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: Staphylococcus delphini (バクテリア)
分子量理論値: 7.722062 KDa
配列文字列:
(DA)(DT)(DA)(DA)(DT)(DT)(DA)(DT)(DG)(DA) (DC)(DA)(DA)(DA)(DT)(DG)(DT)(DC)(DA)(DT) (DA)(DG)(DA)(DA)(DA)

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分子 #5: DNA (25-MER)

分子名称: DNA (25-MER) / タイプ: dna / ID: 5 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: Staphylococcus delphini (バクテリア)
分子量理論値: 7.627954 KDa
配列文字列:
(DT)(DT)(DT)(DT)(DC)(DT)(DA)(DT)(DG)(DA) (DC)(DA)(DT)(DT)(DT)(DG)(DT)(DC)(DA)(DT) (DA)(DA)(DT)(DT)(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: 7.5
凍結凍結剤: ETHANE

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 QUANTUM (4k x 4k)
平均電子線量: 60.0 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）: 1.5 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.0 µm

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画像解析

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

5axw

最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.82 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 72182
初期 角度割当タイプ: PROJECTION MATCHING
最終 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION

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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-8jg9:
Cryo-EM structure of the SaCas9-sgRNA-AcrIIA15-promoter DNA dimer

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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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