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- EMDB-61040: Cryo-EM structure of CasLambda2-crRNA-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-61040
タイトルCryo-EM structure of CasLambda2-crRNA-target DNA ternary complex in the NTS-cleaving state
マップデータ
試料
  • 複合体: CasLambda2-crRNA-target DNA ternary complex
    • タンパク質・ペプチド: Cas Lambda2
    • RNA: RNA (58-MER)
    • DNA: DNA (40-MER)
    • DNA: DNA (40-MER)
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: GUANOSINE-5'-THIO-MONOPHOSPHATE
  • リガンド: 2-DEOXY-CYTIDINE-5'-THIOPHOSPHORATE
  • リガンド: 2-DEOXY-ADENOSINE -5'-THIO-MONOPHOSPHATE
キーワードCRISPR-CAS12 / GENOME ENGINEERING / HYDROLASE-RNA-DNA COMPLEX / DNA BINDING PROTEIN
生物種unidentified (未定義)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.93 Å
データ登録者Omura SN / Hirano H / Itoh Y / Nureki O
資金援助 日本, 2件
OrganizationGrant number国
Japan Agency for Medical Research and Development (AMED) 日本
Japan Society for the Promotion of Science (JSPS) 日本
引用ジャーナル: Commun Biol / 年: 2025
タイトル: Structural basis for target DNA cleavage and guide RNA processing by CRISPR-Casλ2.
著者: Satoshi N Omura / Lauren E Alfonse / Alexa Ornstein / Hayato Morinaga / Hisato Hirano / Yuzuru Itoh / Gabrielle Munoz / Anthony J Garrity / Gregory R Hoffman / Tia DiTommaso / Winston X Yan / ...著者: Satoshi N Omura / Lauren E Alfonse / Alexa Ornstein / Hayato Morinaga / Hisato Hirano / Yuzuru Itoh / Gabrielle Munoz / Anthony J Garrity / Gregory R Hoffman / Tia DiTommaso / Winston X Yan / David R Cheng / David A Scott / Zachary Maben / Osamu Nureki /
要旨: RNA-guided CRISPR-Cas nucleases are widely used as versatile genome-engineering tools. Among the diverse CRISPR-Cas effectors, CRISPR-Casλ-also referred to as Cas12n-is a recently identified ...RNA-guided CRISPR-Cas nucleases are widely used as versatile genome-engineering tools. Among the diverse CRISPR-Cas effectors, CRISPR-Casλ-also referred to as Cas12n-is a recently identified miniature type V nuclease encoded in phage genomes. Given its demonstrated nuclease activity in both mammalian and plant cells, Casλ has emerged as a promising candidate for genome-editing applications. However, the precise molecular mechanisms of Casλ family enzymes remain poorly understood. In this study, we report the identification and detailed biochemical and structural characterizations of CRISPR-Casλ2. The cryo-electron microscopy structures of Casλ2 in five different functional states unveiled the dynamic domain rearrangements during its activation. Our biochemical analyses indicated that Casλ2 processes its precursor crRNA to a mature crRNA using the RuvC active site through a unique ruler mechanism, in which Casλ2 defines the spacer length of the mature crRNA. Furthermore, structural comparisons of Casλ2 with Casλ1 and CasΦ highlighted the diversity and conservation of phage-encoded type V CRISPR-Cas enzymes. Collectively, our findings augment the mechanistic understanding of diverse CRISPR-Cas nucleases and establish a framework for rational engineering of the CRISPR-Casλ-based genome-editing platform.
履歴
登録2024年8月1日-
ヘッダ(付随情報) 公開2025年6月11日-
マップ公開2025年6月11日-
更新2025年6月25日-
現状2025年6月25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_61040.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_61040.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 6 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.)
1.25 Å/pix.
x 116 pix.
= 144.42 Å		1.25 Å/pix.
x 116 pix.
= 144.42 Å		1.25 Å/pix.
x 116 pix.
= 144.42 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: 1.245 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: 0.55
最小 - 最大-2.8148324 - 5.795751
平均 (標準偏差)0.015080507 (±0.20775743)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin626262
サイズ116116116
Spacing116116116
セルA=B=C: 144.42 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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マスク #1

ファイルemd_61040_msk_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_61040_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: #1

ファイルemd_61040_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 : CasLambda2-crRNA-target DNA ternary complex

全体名称: CasLambda2-crRNA-target DNA ternary complex
要素
  • 複合体: CasLambda2-crRNA-target DNA ternary complex
    • タンパク質・ペプチド: Cas Lambda2
    • RNA: RNA (58-MER)
    • DNA: DNA (40-MER)
    • DNA: DNA (40-MER)
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: GUANOSINE-5'-THIO-MONOPHOSPHATE
  • リガンド: 2-DEOXY-CYTIDINE-5'-THIOPHOSPHORATE
  • リガンド: 2-DEOXY-ADENOSINE -5'-THIO-MONOPHOSPHATE

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超分子 #1: CasLambda2-crRNA-target DNA ternary complex

超分子名称: CasLambda2-crRNA-target DNA ternary complex / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#4
由来(天然)生物種: unidentified (未定義)

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分子 #1: Cas Lambda2

分子名称: Cas Lambda2 / 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: unidentified (未定義)
分子量理論値: 88.746492 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MGHHHHHHGG MKKSIKFKVK GNCPITKDVI NEYKEYYNKC SDWIKNNLTS ITIGEMAKFL QETLGKDVAY ISMGLSDEWK DKPLYHLFT KKYHTNNADN LLYYYIKEKN LDGYKGNTLN IGNTFFRQFG YFKLVVSNYR TKIRTLNCEI KRKKIDADST S EDIEMQTM ...文字列:
MGHHHHHHGG MKKSIKFKVK GNCPITKDVI NEYKEYYNKC SDWIKNNLTS ITIGEMAKFL QETLGKDVAY ISMGLSDEWK DKPLYHLFT KKYHTNNADN LLYYYIKEKN LDGYKGNTLN IGNTFFRQFG YFKLVVSNYR TKIRTLNCEI KRKKIDADST S EDIEMQTM YEIIKHNLNK KTDWDEFISY IENVENPNID NINRYKLLRK CFCENENMIK NKLELLSIEQ LKNFGGCIMK QH INSMTLI IQHFKIEEKE NSLGFILNLP LNKKQYQIEL WGNRQVNKGT KERDAFLNTY GENIVFIINN DELYVVFSYE YEL EKEEAN FVKTVGLDVN FKHAFFVTSE KDNCHLDGYI NLYKYLLEHD EFTNLLTNDE KKDYEELSKV VTFCPFENQL LFAR YNKMS KFCKKEQVLS KLLYALQKQL KDENRTKEYI YVSCVNKLRA KYVSYFILKE KYYEKQKEYD IEMGFVDDST ESKES MDKR RTEFPFRNTP VANELLSKLN NVQQDINGCL KNIINYIYKI FEQNGYKIVA LENLENSNFE KKQVLPTIKS LLKYHK LEN QNVNDIKASD KVKEYIENGY YELITNENNE IVDAKYTEKG AMKVKNANFF NLMMKSLHFA SVKDEFVLLS NNGKTQI AL VPSEFTSQMD STDHCLYMKK NDKGKLVKAD KKEVRTKQEK HINGLNADFN AANNIKYIVE NEVWREIFCT RPKKAEYN V PSLDTTKKGP SAILHMLKKI EAIKILETEK

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分子 #2: RNA (58-MER)

分子名称: RNA (58-MER) / タイプ: rna / ID: 2 / コピー数: 1
由来(天然)生物種: unidentified (未定義)
分子量理論値: 18.692006 KDa
配列文字列:
GGCUUGUUGU AUAUAUUCUU UUAUAGGUAU UAAACAACGG AGAUGAGGUG CGCGUGGC

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分子 #3: DNA (40-MER)

分子名称: DNA (40-MER) / タイプ: dna / ID: 3 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: unidentified (未定義)
分子量理論値: 12.591749 KDa
配列文字列:
(DT)(DG)(DT)(DC)(DT)(DA)(DT)(DT)(DT)(DA) (DG)(DG)(DA)(DG)(DA)(DT)(DG)(DA)(DG)(DG) (DT)(DG)(DC)(DG)(DC)(DG)(DT)(DG)(GS) (SC)(AS)(SC)(SC)(AS)(PST)(SC)(AS)(PST)(AS) (PST)

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分子 #4: DNA (40-MER)

分子名称: DNA (40-MER) / タイプ: dna / ID: 4 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: unidentified (未定義)
分子量理論値: 12.418669 KDa
配列文字列:
(AS)(PST)(AS)(PST)(GS)(AS)(PST)(GS)(GS)(PST) (GS)(SC)(DC)(DA)(DC)(DG)(DC)(DG)(DC) (DA)(DC)(DC)(DT)(DC)(DA)(DT)(DC)(DT)(DC) (DC)(DT)(DA)(DA)(DA)(DT)(DA)(DG)(DA)(DC) (DA)

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分子 #5: MAGNESIUM ION

分子名称: MAGNESIUM ION / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 8 / 式: MG
分子量理論値: 24.305 Da

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分子 #6: GUANOSINE-5'-THIO-MONOPHOSPHATE

分子名称: GUANOSINE-5'-THIO-MONOPHOSPHATE / タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 1 / 式: GS
分子量理論値: 363.287 Da
Chemical component information

ChemComp-GS:
GUANOSINE-5'-THIO-MONOPHOSPHATE / 2′-デオキシグアノシン-5′-チオりん酸

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分子 #7: 2-DEOXY-CYTIDINE-5'-THIOPHOSPHORATE

分子名称: 2-DEOXY-CYTIDINE-5'-THIOPHOSPHORATE / タイプ: ligand / ID: 7 / コピー数: 3 / 式: SC
分子量理論値: 323.263 Da
Chemical component information

ChemComp-SC:
2-DEOXY-CYTIDINE-5'-THIOPHOSPHORATE / 2′-デオキシシチジン-5′-チオりん酸

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分子 #8: 2-DEOXY-ADENOSINE -5'-THIO-MONOPHOSPHATE

分子名称: 2-DEOXY-ADENOSINE -5'-THIO-MONOPHOSPHATE / タイプ: ligand / ID: 8 / コピー数: 2 / 式: AS
分子量理論値: 347.287 Da
Chemical component information

ChemComp-AS:
2-DEOXY-ADENOSINE -5'-THIO-MONOPHOSPHATE / 2′-デオキシアデノシン5′-チオりん酸

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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: 7.6
凍結凍結剤: ETHANE

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電子顕微鏡法

顕微鏡TFS 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: 50.0 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: OTHER / 撮影モード: BRIGHT FIELD / 最大 デフォーカス（公称値）: 1.6 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.8 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: 2.93 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 97017
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)

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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