[日本語] English
万見
- EMDB-61854: Cryo-EM structure of FrCas9 in complex with sgRNA and 43-bp dsDNA... -

+
データを開く


IDまたはキーワード:

読み込み中...

-
基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-61854
タイトルCryo-EM structure of FrCas9 in complex with sgRNA and 43-bp dsDNA substrate
マップデータ
試料
  • 複合体: Ternary complex of FrCas9-sgRNA bound to a 43-bp dsDNA
    • DNA: DNA (13-mer)
    • RNA: RNA (125-mer)
    • DNA: DNA (43-mer)
    • タンパク質・ペプチド: CRISPR-associated endonuclease Cas9
  • リガンド: water
キーワードFrCas9 / high fidelity / off-target / nuclease protein / complex / HYDROLASE / DNA-RNA-HYDROLASE complex
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 / hydrolase activity / 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, REC lobe / REC lobe of CRISPR-associated endonuclease Cas9 / PAM-interacting domain of CRISPR-associated endonuclease Cas9 / : / Cas9 RuvC domain / HNH endonuclease / CRISPR-associated endonuclease Cas9 / Cas9-type HNH domain / Cas9-type HNH domain profile. / HNH nuclease
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Faecalibaculum rodentium (バクテリア) / Homo sapiens (ヒト)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.89 Å
データ登録者Chen SD / Yang M / Liu SQ
資金援助1件
OrganizationGrant number国
Not funded
引用ジャーナル: Cell Genom / 年: 2025
タイトル: Structural and functional bases of F. rodentium Cas9 provide insights into CRISPR-Cas protein engineering.
著者: Mei Yang / Siqi Liu / Guanqiao Chen / Xi Liu / Dapeng Sun / Jingjing Zhang / Yumei Wang / Shoudeng Chen / Rui Tian / Zheng Hu /
要旨: The Faecalibaculum rodentium (Fr) CRISPR-Cas9 system exhibits enhanced gene-editing precision and efficiency compared to SpCas9, with distinctive advantages in targeting the TATA box in eukaryotic ...The Faecalibaculum rodentium (Fr) CRISPR-Cas9 system exhibits enhanced gene-editing precision and efficiency compared to SpCas9, with distinctive advantages in targeting the TATA box in eukaryotic promoters. However, the underlying molecular mechanisms remained unexplored. Here, we present cryo-electron microscopy structures of the FrCas9-single guide RNA (sgRNA)-DNA complex in both the R-loop expansion and pre-catalytic states, shedding light on its specialized recognition of the 5'-NRTA-3' protospacer adjacent motif (PAM) and the unusual overwinding of the sgRNA-DNA heteroduplex. Our investigations into the structure and extensive mutational analyses reveal that the phosphate lock loop plays a pivotal role in finely adjusting FrCas9's off-target sensitivity and catalytic efficiency. Remarkably, targeted residue substitutions in the phosphate lock loop and the PAM-distal region were found to synergistically enhance both the editing precision and efficiency of FrCas9. These findings advance our understanding of Cas9's accuracy and potency mechanisms while providing a molecular foundation for the rational design and development of next-generation CRISPR technologies.
履歴
登録2024年10月10日-
ヘッダ(付随情報) 公開2025年9月17日-
マップ公開2025年9月17日-
更新2025年10月29日-
現状2025年10月29日処理サイト: PDBj / 状態: 公開

-
構造の表示

添付画像

emd_61854.png

ダウンロードとリンク

-
マップ

ファイルダウンロード / ファイル: emd_61854.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 103 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.)
0.82 Å/pix.
x 300 pix.
= 245.76 Å		0.82 Å/pix.
x 300 pix.
= 245.76 Å		0.82 Å/pix.
x 300 pix.
= 245.76 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: 0.8192 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: 0.015
最小 - 最大-0.08087926 - 0.1694285
平均 (標準偏差)0.000059026504 (±0.004014191)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ300300300
Spacing300300300
セルA=B=C: 245.76001 Å
α=β=γ: 90.0 °

-
添付データ

-
ハーフマップ: #1

ファイルemd_61854_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_61854_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)

-
試料の構成要素

-
全体 : Ternary complex of FrCas9-sgRNA bound to a 43-bp dsDNA

全体名称: Ternary complex of FrCas9-sgRNA bound to a 43-bp dsDNA
要素
  • 複合体: Ternary complex of FrCas9-sgRNA bound to a 43-bp dsDNA
    • DNA: DNA (13-mer)
    • RNA: RNA (125-mer)
    • DNA: DNA (43-mer)
    • タンパク質・ペプチド: CRISPR-associated endonuclease Cas9
  • リガンド: water

-
超分子 #1: Ternary complex of FrCas9-sgRNA bound to a 43-bp dsDNA

超分子名称: Ternary complex of FrCas9-sgRNA bound to a 43-bp dsDNA
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: Faecalibaculum rodentium (バクテリア)

-
分子 #1: DNA (13-mer)

分子名称: DNA (13-mer) / タイプ: dna / ID: 1 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 3.996619 KDa
配列文字列:
(DT)(DG)(DT)(DG)(DT)(DA)(DT)(DA)(DT)(DT) (DG)(DC)(DA)

-
分子 #3: DNA (43-mer)

分子名称: DNA (43-mer) / タイプ: dna / ID: 3 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 13.269536 KDa
配列文字列:
(DT)(DG)(DC)(DA)(DA)(DT)(DA)(DT)(DA)(DC) (DA)(DC)(DA)(DG)(DG)(DT)(DT)(DA)(DT)(DT) (DT)(DC)(DT)(DA)(DT)(DG)(DT)(DC)(DT) (DT)(DG)(DC)(DA)(DG)(DT)(DG)(DA)(DA)(DG) (DT) (DG)(DT)(DT)

-
分子 #2: RNA (125-mer)

分子名称: RNA (125-mer) / タイプ: rna / ID: 2 / コピー数: 1
由来(天然)生物種: Homo sapiens (ヒト)
分子量理論値: 40.071625 KDa
配列文字列:
UGCAAGACAU AGAAAUAACC UGGUUUGAGU GUCUUGUUAA UUGAAAAAUU AACAAGAUGA GUUCAAAUCA GGCUCCUAGA GAGAUCCGA ACUUACCUUC AUGGCGGGCA UUGUGCCCUU UUUUUU

-
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: Faecalibaculum rodentium (バクテリア)
分子量理論値: 159.661672 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MCTKESEKLN KNADYYIGLD MGTSSAGWAV SDSEYNLIRR KGKDLWGVRQ FEEAKTAAER RGFRVARRRK QRQQVRNRLL SEEFQNEIT KIDSGFLKRM EDSRFVISDK RVPEKYTLFN DSGYTDVEYY NQYPTIYHLR KALIESNERF DIRLVFLGIH S LFQHPGHF ...文字列:
MCTKESEKLN KNADYYIGLD MGTSSAGWAV SDSEYNLIRR KGKDLWGVRQ FEEAKTAAER RGFRVARRRK QRQQVRNRLL SEEFQNEIT KIDSGFLKRM EDSRFVISDK RVPEKYTLFN DSGYTDVEYY NQYPTIYHLR KALIESNERF DIRLVFLGIH S LFQHPGHF LDKGDVDTDN TGPEELIQFL EDCMNEIQIS IPLVSNQKVL TDILTDSRIT RRDKEQQILE ILQPNKESKK AV SQFVKVL TGQKAKLGDL IMMEDKDTEE YKYSFSFREK TLEEILPDIE GVIDGLALEY IESIYSLYSW SLLNSYMKDT LTG HYYSYL AEARVAAYDK HHSDLVKLKT LFREYIPEEY DNFFRKMEKA NYSHYIGSTE YDGEKRCRTA KAKQEDFYKS INKM LEKIP ECSEKTEIQK EIIEGTFLLK QTGPQNGFVP NQLQLKELRK ILQNASKHYP FLTEKDERDM TAIDRIEALF SFRIP YYIG PLKNTDNQGH GWAVRRDGHE QIPVRPWNFE EIIDESASAD LFIKNLVNSC TYLRTEKVLP KSSLLYQEFE VLNELN NLR INGMYPDEIQ PGLKRMIFEQ CFYSGKKVTG KKLQLFLRSV LTNSSTEEFV LTGIDKDFKS SLSSYKKFCE LFGVKTL ND TQKVMAEQII EWSTVYGDSR KFLKRKLEDN YPELTDQQIR RIAGFKFSEW GNLSRAFLEM EGYKDEAGNP VTIIRALR D TQKNLMQLLS NDSAFAKKLQ ELNDYVTRDI WSIEPDDLDG MYLSAPVRRM IWQTFLILRE VVDTIGYSPK KIFMEMARG EQEKKRTASR KKQLIDLYKE AGMKNDELFG DLESLEEAQL RSKKLYLYFR QMGRDIYSGK LIDFMDVLHG NRYDIDAIHP QSKKKDDSL ENNLVLTSKD FNNHIKQDVY PIPEQIQSRQ KGFWAMLLKQ GFMSQEKYNR LMRTTPFTDE ELAEFVNRQL V ETRQGTKA IISLINQCFP DSEVVYVKAG NTSDFRQRFD IPKSRDLNNY HHAVDAYLNI VVGNVYDTKF TKNPINFIKK MR KSGNLHS YSLRRMYDFN VQRGDQTAWV AENDTTLKTV KKTAFKTSPM VTKRTYERKG GLADSVLIAA KKAKPGVHLP VKT SDSRFA NQVSTYGGYD NVKGSHFFLV EHQQKKKTIR SIENVPIHLK EKLKTKEELE HYCAQVLGMV QPDVRLTRIP MYSL LLIDG YYYYLTGRTG GNLSLSNAVE LCLPAKEQAH IRMISKIAGG RSTDALSAEA KDDFRKKNLR LYDELAEKHR STIFS KRKN PIGPKLLKYR EAFVKQTIEN QCKVILQILK LTSTNCKTSA DLKLIGGSGQ EGVMSISKLL RAEKYAEFYL ICQSPS GIY ETRKNLLTI

UniProtKB: CRISPR-associated endonuclease Cas9

-
分子 #5: water

分子名称: water / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 4 / 式: HOH
分子量理論値: 18.015 Da
Chemical component information

ChemComp-HOH:
WATER

-
実験情報

-
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

-
試料調製

緩衝液pH: 8
凍結凍結剤: ETHANE

-
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: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD / 最大 デフォーカス（公称値）: 2.0 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.0 µm
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

+
画像解析

CTF補正タイプ: NONE
初期モデルモデルのタイプ: PDB ENTRY
PDBモデル - PDB ID:

6o0z

最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 2.89 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 684922
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD

+
万見について

-
お知らせ

-
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

-
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

+
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

+
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

+
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。

-
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

他の情報も見る