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- EMDB-43760: Cas9d 6bp R-loop Seed Complex -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-43760
タイトルCas9d 6bp R-loop Seed Complex
マップデータ
試料
  • 複合体: Cas9d:sgRNA:DNA
    • タンパク質・ペプチド: HNH nuclease domain-containing protein
    • RNA: sgRNA
    • DNA: DNA Target Strand
    • DNA: DNA Non-Target Strand
キーワードCRISPR-Cas9 / Endonuclease / Binary Complex / Effector / sgRNA / IMMUNE SYSTEM-RNA-DNA complex
機能・相同性
機能・相同性情報


nucleic acid binding
類似検索 - 分子機能
RRXRR domain / HNH endonuclease 5 / RRXRR protein / HNH endonuclease / : / HNH nucleases / HNH nuclease / Ribonuclease H superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
HNH nuclease domain-containing protein
類似検索 - 構成要素
生物種Deltaproteobacteria (バクテリア) / 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: 3.37 Å
データ登録者Fregoso Ocampo R / Bravo JPK / Taylor DW
資金援助 米国, 1件
OrganizationGrant number国
Welch FoundationF-1938 米国
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2025
タイトル: DNA targeting by compact Cas9d and its resurrected ancestor.
著者: Rodrigo Fregoso Ocampo / Jack P K Bravo / Tyler L Dangerfield / Isabel Nocedal / Samatar A Jirde / Lisa M Alexander / Nicole C Thomas / Anjali Das / Sarah Nielson / Kenneth A Johnson / ...著者: Rodrigo Fregoso Ocampo / Jack P K Bravo / Tyler L Dangerfield / Isabel Nocedal / Samatar A Jirde / Lisa M Alexander / Nicole C Thomas / Anjali Das / Sarah Nielson / Kenneth A Johnson / Christopher T Brown / Cristina N Butterfield / Daniela S A Goltsman / David W Taylor /
要旨: Type II CRISPR endonucleases are widely used programmable genome editing tools. Recently, CRISPR-Cas systems with highly compact nucleases have been discovered, including Cas9d (a type II-D nuclease). ...Type II CRISPR endonucleases are widely used programmable genome editing tools. Recently, CRISPR-Cas systems with highly compact nucleases have been discovered, including Cas9d (a type II-D nuclease). Here, we report the cryo-EM structures of a Cas9d nuclease (747 amino acids in length) in multiple functional states, revealing a stepwise process of DNA targeting involving a conformational switch in a REC2 domain insertion. Our structures provide insights into the intricately folded guide RNA which acts as a structural scaffold to anchor small, flexible protein domains for DNA recognition. The sgRNA can be truncated by up to ~25% yet still retain activity in vivo. Using ancestral sequence reconstruction, we generated compact nucleases capable of efficient genome editing in mammalian cells. Collectively, our results provide mechanistic insights into the evolution and DNA targeting of diverse type II CRISPR-Cas systems, providing a blueprint for future re-engineering of minimal RNA-guided DNA endonucleases.
履歴
登録2024年2月21日-
ヘッダ(付随情報) 公開2025年1月15日-
マップ公開2025年1月15日-
更新2025年5月28日-
現状2025年5月28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_43760.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_43760.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 125 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.)
0.83 Å/pix.
x 320 pix.
= 266.624 Å		0.83 Å/pix.
x 320 pix.
= 266.624 Å		0.83 Å/pix.
x 320 pix.
= 266.624 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: 0.8332 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: 0.275
最小 - 最大-1.741729 - 3.1508436
平均 (標準偏差)0.000056987836 (±0.052231174)
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: 266.624 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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追加マップ: #1

ファイルemd_43760_additional_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_43760_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_43760_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 : Cas9d:sgRNA:DNA

全体名称: Cas9d:sgRNA:DNA
要素
  • 複合体: Cas9d:sgRNA:DNA
    • タンパク質・ペプチド: HNH nuclease domain-containing protein
    • RNA: sgRNA
    • DNA: DNA Target Strand
    • DNA: DNA Non-Target Strand

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超分子 #1: Cas9d:sgRNA:DNA

超分子名称: Cas9d:sgRNA: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: Deltaproteobacteria (バクテリア) / 株: NICO DE3

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分子 #1: HNH nuclease domain-containing protein

分子名称: HNH nuclease domain-containing protein / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: Deltaproteobacteria (バクテリア)
分子量理論値: 86.568711 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列: MERELVLGID YGGKYTGLAV VDRRHNQVLY ANRLKMRDDV AGILKDRRKQ RGIRRTAQTK KKRLRELKNY LKSIGYNEST ATFETVYSL AHKRGYDYAD MPEEKTSEEI EAMDVEERKQ WEKEKQEWEE TKRNSRHRKE VVKDVHKAMI EGRATEEQIK R VERIFNKQ ...文字列:
MERELVLGID YGGKYTGLAV VDRRHNQVLY ANRLKMRDDV AGILKDRRKQ RGIRRTAQTK KKRLRELKNY LKSIGYNEST ATFETVYSL AHKRGYDYAD MPEEKTSEEI EAMDVEERKQ WEKEKQEWEE TKRNSRHRKE VVKDVHKAMI EGRATEEQIK R VERIFNKQ YRPKRFNNRI LTKCKVEDCG VNTPLRKNVR DLLIENIVRF FPIESEKDNL KDAVLDKNRR EEVKSFFRKH KT DEHIRKQ VYDIADNKLS GRTVFCKEHI LEHTEHSKEE RKVFRLAPSL KTKIENVLAV IKDEILPKFT VNKVVMESNN FDI AAKTQG KKRLAKEEYG KGPREGKETR KEALLRETDG RCIYCGKSID ISNAHDDHIF PRKAGGLNIF ANLVACCAVC NENK KGRTP LESGISPKPE IIAFMKNDLK KKILEDARNI NTVDFNKYMS HASIGWRYMR DRLRESAGNK KLPIERQSGI YTAYF RRWW GFKKERGNTL HHALDAVILA SRKGYSDDGL VDMTLKPKYN KGGEFDPEKH LPEPIEFKMD KGSRGSALHD RNPLSY KKG IITRRFMVTE IECGKEDDVI SETYREKLKE AFKRFDTKKG KCLTDKEAKE AGFCIKKNEL VMSLKCSIKG TGPGQMI RI NNNVFKTNVH NVGVDVYLDE KGKKKAYERK NPRLSKHFIE PPPQPNGRVS FTLKRRDMVT VEGEDAIYRI KKLGTSPT I EAVVGSDGKT RTVSATKLTK ANSAE

UniProtKB: HNH nuclease domain-containing protein

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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: Deltaproteobacteria (バクテリア)
分子量理論値: 50.836031 KDa
配列文字列:
GACGCAUAAA GAUGAGACGC GUUACAGUUA AGGCUCUGAA AAGAGCCUUA AUUGUAAAAC GCCUAUACAG UGAAGGGAUA UACGCUUGG GUUUGUCCAG CCUGAGCCUC UAUGCCAGAA AUGGCGCCUU CAUCGUGGGU UAGGACAUUU AAUUUUUUU

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分子 #3: DNA Target Strand

分子名称: DNA Target Strand / 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: 16.865783 KDa
配列文字列: (DA)(DG)(DC)(DT)(DG)(DA)(DC)(DG)(DT)(DT) (DT)(DG)(DT)(DA)(DC)(DT)(DC)(DC)(DA)(DG) (DC)(DG)(DT)(DC)(DT)(DC)(DA)(DT)(DC) (DT)(DT)(DT)(DA)(DT)(DG)(DC)(DG)(DT)(DC) (DA) (DG)(DC)(DA)(DG)(DA) ...文字列:
(DA)(DG)(DC)(DT)(DG)(DA)(DC)(DG)(DT)(DT) (DT)(DG)(DT)(DA)(DC)(DT)(DC)(DC)(DA)(DG) (DC)(DG)(DT)(DC)(DT)(DC)(DA)(DT)(DC) (DT)(DT)(DT)(DA)(DT)(DG)(DC)(DG)(DT)(DC) (DA) (DG)(DC)(DA)(DG)(DA)(DG)(DA)(DT) (DT)(DT)(DC)(DT)(DG)(DC)(DT)

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分子 #4: DNA Non-Target Strand

分子名称: DNA Non-Target Strand / 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: 4.31383 KDa
配列文字列:
(DC)(DT)(DG)(DG)(DA)(DG)(DT)(DA)(DC)(DA) (DA)(DA)(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

緩衝液pH: 7.9
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

CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
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: 3.37 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 70093
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
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)

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  • 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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