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- EMDB-41085: SpRY-Cas9:gRNA complex targeting TAC PAM DNA with 3 bp R-loop -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-41085
タイトルSpRY-Cas9:gRNA complex targeting TAC PAM DNA with 3 bp R-loop
マップデータ
試料
  • 複合体: Ternary complex of SpRY-Cas9 with gRNA and NAC PAM DNA after one minute of DNA incubation with 3 bp R-loop
    • タンパク質・ペプチド: CRISPR-associated endonuclease Cas9/Csn1
    • RNA: gRNA
    • DNA: TS
    • DNA: NTS
キーワードSpRY-Cas9 / CRISPR / Cas9 / IMMUNE SYSTEM / R-loop
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 / Cas9 RuvC domain / CRISPR-associated endonuclease Cas9 / HNH endonuclease / Cas9-type HNH domain ...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 / Cas9 RuvC domain / 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) / Escherichia phage Lambda (λファージ)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.42 Å
データ登録者Hibshman GN / Bravo JPK / Taylor DW
資金援助 米国, 2件
OrganizationGrant number国
Welch FoundationF-1938 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R35GM138348 米国
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2024
タイトル: Unraveling the mechanisms of PAMless DNA interrogation by SpRY-Cas9.
著者: Grace N Hibshman / Jack P K Bravo / Matthew M Hooper / Tyler L Dangerfield / Hongshan Zhang / Ilya J Finkelstein / Kenneth A Johnson / David W Taylor /
要旨: CRISPR-Cas9 is a powerful tool for genome editing, but the strict requirement for an NGG protospacer-adjacent motif (PAM) sequence immediately next to the DNA target limits the number of editable ...CRISPR-Cas9 is a powerful tool for genome editing, but the strict requirement for an NGG protospacer-adjacent motif (PAM) sequence immediately next to the DNA target limits the number of editable genes. Recently developed Cas9 variants have been engineered with relaxed PAM requirements, including SpG-Cas9 (SpG) and the nearly PAM-less SpRY-Cas9 (SpRY). However, the molecular mechanisms of how SpRY recognizes all potential PAM sequences remains unclear. Here, we combine structural and biochemical approaches to determine how SpRY interrogates DNA and recognizes target sites. Divergent PAM sequences can be accommodated through conformational flexibility within the PAM-interacting region, which facilitates tight binding to off-target DNA sequences. Nuclease activation occurs ~1000-fold slower than for Streptococcus pyogenes Cas9, enabling us to directly visualize multiple on-pathway intermediate states. Experiments with SpG position it as an intermediate enzyme between Cas9 and SpRY. Our findings shed light on the molecular mechanisms of PAMless genome editing.
履歴
登録2023年6月19日-
ヘッダ(付随情報) 公開2024年5月1日-
マップ公開2024年5月1日-
更新2024年5月15日-
現状2024年5月15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_41085.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_41085.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

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明度
コントラスト
その他
軸Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
0.83 Å/pix.
x 384 pix.
= 319.949 Å		0.83 Å/pix.
x 384 pix.
= 319.949 Å		0.83 Å/pix.
x 384 pix.
= 319.949 Å

表面

投影像

断面 (1/3)

断面 (1/2)

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画像は Spider により作成

ボクセルのサイズX=Y=Z: 0.8332 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: 0.0636
最小 - 最大-0.16253524 - 0.36603135
平均 (標準偏差)0.000049884355 (±0.00807307)
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: 319.9488 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_41085_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_41085_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 SpRY-Cas9 with gRNA and NAC PAM DNA after one ...

全体名称: Ternary complex of SpRY-Cas9 with gRNA and NAC PAM DNA after one minute of DNA incubation with 3 bp R-loop
要素
  • 複合体: Ternary complex of SpRY-Cas9 with gRNA and NAC PAM DNA after one minute of DNA incubation with 3 bp R-loop
    • タンパク質・ペプチド: CRISPR-associated endonuclease Cas9/Csn1
    • RNA: gRNA
    • DNA: TS
    • DNA: NTS

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超分子 #1: Ternary complex of SpRY-Cas9 with gRNA and NAC PAM DNA after one ...

超分子名称: Ternary complex of SpRY-Cas9 with gRNA and NAC PAM DNA after one minute of DNA incubation with 3 bp R-loop
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)
分子量理論値: 211.54 KDa

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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: 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: Streptococcus pyogenes (化膿レンサ球菌)
分子量理論値: 159.149406 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: EDKKYSIGLD IGTNSVGWAV ITDEYKVPSK KFKVLGNTDR HSIKKNLIGA LLFDSGETAE RTRLKRTARR RYTRRKNRIC YLQEIFSNE MAKVDDSFFH RLEESFLVEE DKKHERHPIF GNIVDEVAYH EKYPTIYHLR KKLVDSTDKA DLRLIYLALA H MIKFRGHF ...文字列:
EDKKYSIGLD IGTNSVGWAV ITDEYKVPSK KFKVLGNTDR HSIKKNLIGA LLFDSGETAE RTRLKRTARR RYTRRKNRIC YLQEIFSNE MAKVDDSFFH RLEESFLVEE DKKHERHPIF GNIVDEVAYH EKYPTIYHLR KKLVDSTDKA DLRLIYLALA H MIKFRGHF LIEGDLNPDN SDVDKLFIQL VQTYNQLFEE NPINASGVDA KAILSARLSK SRRLENLIAQ LPGEKKNGLF GN LIALSLG LTPNFKSNFD LAEDAKLQLS KDTYDDDLDN LLAQIGDQYA DLFLAAKNLS DAILLSDILR VNTEITKAPL SAS MIKRYD EHHQDLTLLK ALVRQQLPEK YKEIFFDQSK NGYAGYIDGG ASQEEFYKFI KPILEKMDGT EELLVKLNRE DLLR KQRTF DNGSIPHQIH LGELHAILRR QEDFYPFLKD NREKIEKILT FRIPYYVGPL ARGNSRFAWM TRKSEETITP WNFEE VVDK GASAQSFIER MTNFDKNLPN EKVLPKHSLL YEYFTVYNEL TKVKYVTEGM RKPAFLSGEQ KKAIVDLLFK TNRKVT VKQ LKEDYFKKIE CFDSVEISGV EDRFNASLGT YHDLLKIIKD KDFLDNEENE DILEDIVLTL TLFEDREMIE ERLKTYA HL FDDKVMKQLK RRRYTGWGRL SRKLINGIRD KQSGKTILDF LKSDGFANRN FMQLIHDDSL TFKEDIQKAQ VSGQGDSL H EHIANLAGSP AIKKGILQTV KVVDELVKVM GRHKPENIVI EMARENQTTQ KGQKNSRERM KRIEEGIKEL GSQILKEHP VENTQLQNEK LYLYYLQNGR DMYVDQELDI NRLSDYDVDH IVPQSFLKDD SIDNKVLTRS DKNRGKSDNV PSEEVVKKMK NYWRQLLNA KLITQRKFDN LTKAERGGLS ELDKAGFIKR QLVETRQITK HVAQILDSRM NTKYDENDKL IREVKVITLK S KLVSDFRK DFQFYKVREI NNYHHAHDAY LNAVVGTALI KKYPKLESEF VYGDYKVYDV RKMIAKSEQE IGKATAKYFF YS NIMNFFK TEITLANGEI RKRPLIETNG ETGEIVWDKG RDFATVRKVL SMPQVNIVKK TEVQTGGFSK ESIRPKRNSD KLI ARKKDW DPKKYGGFLW PTVAYSVLVV AKVEKGKSKK LKSVKELLGI TIMERSSFEK NPIDFLEAKG YKEVKKDLII KLPK YSLFE LENGRKRMLA SAKQLQKGNE LALPSKYVNF LYLASHYEKL KGSPEDNEQK QLFVEQHKHY LDEIIEQISE FSKRV ILAD ANLDKVLSAY NKHRDKPIRE QAENIIHLFT LTRLGAPRAF KYFDTTIDPK QYRSTKEVLD ATLIHQSITG LYETRI DLS QLGGDG

UniProtKB: CRISPR-associated endonuclease Cas9/Csn1

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分子 #2: gRNA

分子名称: gRNA / タイプ: rna / ID: 2 / コピー数: 1
由来(天然)生物種: Streptococcus pyogenes (化膿レンサ球菌)
分子量理論値: 28.449936 KDa
配列文字列:
GAUGAGACGC GUUUUAGAGC UAGAAAUAGC AAGUUAAAAU AAGGCUAGUC CGUUAUCAAC UUGAAAAAGU GGCACCGAGU CGGUGCUU

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分子 #3: TS

分子名称: TS / タイプ: dna / ID: 3 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: Escherichia phage Lambda (λファージ)
分子量理論値: 3.997607 KDa
配列文字列:
(DT)(DT)(DG)(DT)(DA)(DC)(DT)(DG)(DT)(DA) (DG)(DC)(DG)

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分子 #4: NTS

分子名称: NTS / タイプ: dna / ID: 4 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: Escherichia phage Lambda (λファージ)
分子量理論値: 3.037031 KDa
配列文字列:
(DT)(DA)(DC)(DA)(DG)(DT)(DA)(DC)(DA)(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 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: 80.0 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）: 1.5 µm
実験機器
モデル: Titan Krios / 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: 3.42 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 47218
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD

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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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