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- EMDB-49074: FnCas9 scaRNA gRNA 1101 DNA non-productive state -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-49074
タイトルFnCas9 scaRNA gRNA 1101 DNA non-productive state
マップデータFnCas9 scaRNA gRNA 1101 DNA non-productive state
試料
  • 複合体: Ternary complex of FnCas9 with scaRNA gRNA and 1101 DNA
    • タンパク質・ペプチド: CRISPR-associated endonuclease Cas9
    • DNA: 1101 TS
    • DNA: 1101 NTS
    • RNA: scaRNA gRNA
キーワードCRISPR / Cas9 / IMMUNE SYSTEM / Hydrolase-DNA-RNA complex
機能・相同性
機能・相同性情報


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 system subtype II-B RNA-guided endonuclease Cas9/Csx12 / : / : / CRISPR-associated endonuclease Cas9 alpha-helical lobe / CRISPR-associated endonuclease Cas9, C-terminal domain / Cas9-type HNH domain / Cas9-type HNH domain profile.
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Francisella tularensis subsp. novicida (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: 2.77 Å
データ登録者Hibshman GN / 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: Nucleic Acids Res / 年: 2025
タイトル: Structural basis of a dual-function type II-B CRISPR-Cas9.
著者: Grace N Hibshman / David W Taylor /
要旨: Cas9 from Streptococcus pyogenes (SpCas9) revolutionized genome editing by enabling programmable DNA cleavage guided by an RNA. However, SpCas9 tolerates mismatches in the DNA-RNA duplex, which can ...Cas9 from Streptococcus pyogenes (SpCas9) revolutionized genome editing by enabling programmable DNA cleavage guided by an RNA. However, SpCas9 tolerates mismatches in the DNA-RNA duplex, which can lead to deleterious off-target editing. Here, we reveal that Cas9 from Francisella novicida (FnCas9) possesses a unique structural feature-the REC3 clamp-that underlies its intrinsic high-fidelity DNA targeting. Through kinetic and structural analyses, we show that the REC3 clamp forms critical contacts with the PAM-distal region of the R-loop, thereby imposing a novel checkpoint during enzyme activation. Notably, F. novicida encodes a noncanonical small CRISPR-associated RNA (scaRNA) that enables FnCas9 to repress an endogenous bacterial lipoprotein gene, subverting host immune detection. Structures of FnCas9 with scaRNA illustrate how partial R-loop complementarity hinders REC3 clamp docking and prevents cleavage in favor of transcriptional repression. The REC3 clamp is conserved across type II-B CRISPR-Cas9 systems, pointing to a potential path for engineering precise genome editors or developing novel antibacterial strategies. These findings reveal the molecular basis of heightened specificity and virulence enabled by FnCas9, with broad implications for biotechnology and therapeutic development.
履歴
登録2025年2月5日-
ヘッダ(付随情報) 公開2025年10月1日-
マップ公開2025年10月1日-
更新2025年10月8日-
現状2025年10月8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_49074.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_49074.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 282.6 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈FnCas9 scaRNA gRNA 1101 DNA non-productive state
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.)
0.93 Å/pix.
x 420 pix.
= 391.86 Å		0.93 Å/pix.
x 420 pix.
= 391.86 Å		0.93 Å/pix.
x 420 pix.
= 391.86 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: 0.933 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: 0.162
最小 - 最大-0.3795775 - 1.0539882
平均 (標準偏差)0.00006495739 (±0.013896989)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ420420420
Spacing420420420
セルA=B=C: 391.86002 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: Half Map B

ファイルemd_49074_half_map_1.map
注釈Half Map B
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: Half Map A

ファイルemd_49074_half_map_2.map
注釈Half Map A
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 FnCas9 with scaRNA gRNA and 1101 DNA

全体名称: Ternary complex of FnCas9 with scaRNA gRNA and 1101 DNA
要素
  • 複合体: Ternary complex of FnCas9 with scaRNA gRNA and 1101 DNA
    • タンパク質・ペプチド: CRISPR-associated endonuclease Cas9
    • DNA: 1101 TS
    • DNA: 1101 NTS
    • RNA: scaRNA gRNA

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超分子 #1: Ternary complex of FnCas9 with scaRNA gRNA and 1101 DNA

超分子名称: Ternary complex of FnCas9 with scaRNA gRNA and 1101 DNA
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #4, #1-#3
由来(天然)生物種: Francisella tularensis subsp. novicida (バクテリア)
分子量理論値: 190.329 KDa

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分子 #1: 1101 TS

分子名称: 1101 TS / タイプ: dna / ID: 1 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: Francisella tularensis subsp. novicida (バクテリア)
分子量理論値: 7.912127 KDa
配列文字列:
(DG)(DG)(DA)(DT)(DT)(DT)(DC)(DT)(DC)(DC) (DA)(DT)(DT)(DA)(DC)(DA)(DG)(DC)(DT)(DA) (DA)(DT)(DT)(DA)(DC)(DT)

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分子 #2: 1101 NTS

分子名称: 1101 NTS / タイプ: dna / ID: 2 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: Francisella tularensis subsp. novicida (バクテリア)
分子量理論値: 3.719468 KDa
配列文字列:
(DA)(DA)(DT)(DG)(DG)(DA)(DG)(DA)(DA)(DA) (DT)(DC)

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分子 #3: scaRNA gRNA

分子名称: scaRNA gRNA / タイプ: rna / ID: 3 / コピー数: 1
由来(天然)生物種: Francisella tularensis subsp. novicida (バクテリア)
分子量理論値: 27.886447 KDa
配列文字列:
AAGAUUAGCU GUAAGUUUCA GUUGCGCCGA AAGGCGCUCU GUAAUCAUUU AAAAGUAUUU UGAACGGACC UCUGUUUGAC ACGUCUG

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分子 #4: CRISPR-associated endonuclease Cas9

分子名称: CRISPR-associated endonuclease Cas9 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 4 / 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: Francisella tularensis subsp. novicida (バクテリア)
分子量理論値: 190.625 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: NFKILPIAID LGVKNTGVFS AFYQKGTSLE RLDNKNGKVY ELSKDSYTLL MNNRTARRHQ RRGIDRKQLV KRLFKLIWTE QLNLEWDKD TQQAISFLFN RRGFSFITDG YSPEYLNIVP EQVKAILMDI FDDYNGEDDL DSYLKLATEQ ESKISEIYNK L MQKILEFK ...文字列:
NFKILPIAID LGVKNTGVFS AFYQKGTSLE RLDNKNGKVY ELSKDSYTLL MNNRTARRHQ RRGIDRKQLV KRLFKLIWTE QLNLEWDKD TQQAISFLFN RRGFSFITDG YSPEYLNIVP EQVKAILMDI FDDYNGEDDL DSYLKLATEQ ESKISEIYNK L MQKILEFK LMKLCTDIKD DKVSTKTLKE ITSYEFELLA DYLANYSESL KTQKFSYTDK QGNLKELSYY HHDKYNIQEF LK RHATIND RILDTLLTDD LDIWNFNFEK FDFDKNEEKL QNQEDKDHIQ AHLHHFVFAV NKIKSEMASG GRHRSQYFQE ITN VLDENN HQEGYLKNFC ENLHNKKYSN LSVKNLVNLI GNLSNLELKP LRKYFNDKIH AKADHWDEQK FTETYCHWIL GEWR VGVKD QDKKDGAKYS YKDLCNELKQ KVTKAGLVDF LLELDPCRTI PPYLDNNNRK PPKCQSLILN PKFLDNQYPN WQQYL QELK KLQSIQNYLD SFETDLKVLK SSKDQPYFVE YKSSNQQIAS GQRDYKDLDA RILQFIFDRV KASDELLLNE IYFQAK KLK QKASSELEKL ESSKKLDEVI ANSQLSQILK SQHTNGIFEQ GTFLHLVCKY YKQRQRARDS RLYIMPEYRY DKKLHKY NN TGRFDDDNQL LTYCNHKPRQ KRYQLLNDLA GVLQVSPNFL KDKIGSDDDL FISKWLVEHI RGFKKACEDS LKIQKDNR G LLNHKINIAR NTKGKCEKEI FNLICKIEGS EDKKGNYKHG LAYELGVLLF GEPNEASKPE FDRKIKKFNS IYSFAQIQQ IAFAERKGNA NTCAVCSADN AHRMQQIKIT EPVEDNKDKI ILSAKAQRLP AIPTRIVDGA VKKMATILAK NIVDDNWQNI KQVLSAKHQ LHIPIITESN AFEFEPALAD VKGKSLKDRR KKALERISPE NIFKDKNNRI KEFAKGISAY SGANLTDGDF D GAKEELDH IIPRSHKKYG TLNDEANLIC VTRGDNKNKG NRIFCLRDLA DNYKLKQFET TDDLEIEKKI ADTIWDANKK DF KFGNYRS FINLTPQEQK AFRHALFLAD ENPIKQAVIR AINNRNRTFV NGTQRYFAEV LANNIYLRAK KENLNTDKIS FDY FGIPTI GNGRGIAEIR QLYEKVDSDI QAYAKGDKPQ ASYSHLIDAM LAFCIAADEH RNDGSIGLEI DKNYSLYPLD KNTG EVFTK DIFSQIKITD NEFSDKKLVR KKAIEGFNTH RQMTRDGIYA ENYLPILIHK ELNEVRKGYT WKNSEEIKIF KGKKY DIQQ LNNLVYCLKF VDKPISIDIQ ISTLEELRNI LTTNNIAATA EYYYINLKTQ KLHEYYIENY NTALGYKKYS KEMEFL RSL AYRSERVKIK SIDDVKQVLD KDSNFIIGKI TLPFKKEWQR LYREWQNTTI KDDYEFLKSF FNVKSITKLH KKVRKDF SL PISTNEGKFL VKRKTWDNNF IYQILNDSDS RADGTKPFIP AFDISKNEIV EAIIDSFTSK NIFWLPKNIE LQKVDNKN I FAIDTSKWFE VETPSDLRDI GIATIQYKID NNSRPKVRVK LDYVIDDDSK INYFMNHSLL KSRYPDKVLE ILKQSTIIE FESSGFNKTI KEMLGMKLAG IYNETSNN

UniProtKB: CRISPR-associated endonuclease Cas9

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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TFS GLACIOS
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k)
平均電子線量: 50.0 e/Å2
電子線加速電圧: 200 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

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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: 2.77 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 283943
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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