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- EMDB-63066: Cryo-EM structure of a type II-D CRISPR-Cas9 in complex with sing... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-63066
タイトルCryo-EM structure of a type II-D CRISPR-Cas9 in complex with single-guided RNA and double-stranded DNA
マップデータ
試料
  • 複合体: Ternary complex of NsCas9-sgRNA-dsDNA
    • タンパク質・ペプチド: HNH nuclease domain-containing protein
    • RNA: sgRNA (156-MER)
    • DNA: DNA (41-MER)
    • DNA: DNA (41-MER)
  • リガンド: ZINC ION
  • リガンド: water
キーワードComplex / CRISPR / HYDROLASE
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Nitrospirae bacterium RBG_13_39_12 (バクテリア) / synthetic construct (人工物)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 2.86 Å
データ登録者Wang K / Wang Y
資金援助 中国, 1件
OrganizationGrant number国
National Natural Science Foundation of China (NSFC) 中国
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2025
タイトル: Structural insights into Type II-D Cas9 and its robust cleavage activity.
著者: Kangkang Wang / Jiuyu Wang / Xiaoqi Yang / Wei Sun / Gang Sheng / Yanli Wang /
要旨: Type II-D Cas9 proteins (Cas9d) are more compact than typical Type II-A/B/C Cas9s. Here, we demonstrate that NsCas9d from Nitrospirae bacterium RBG_13_39_12 derived from a metagenomic assembly ...Type II-D Cas9 proteins (Cas9d) are more compact than typical Type II-A/B/C Cas9s. Here, we demonstrate that NsCas9d from Nitrospirae bacterium RBG_13_39_12 derived from a metagenomic assembly exhibits robust dsDNA cleavage activity comparable to SpCas9 in vitro. Unlike typical Cas9 enzymes that generate blunt ends, NsCas9d produces 3-nucleotide staggered overhangs. Our high-resolution cryo-EM structure of the NsCas9d-sgRNA-dsDNA complex in its catalytic state reveals the target and non-target DNA strands positioned within the HNH and RuvC catalytic pockets, respectively. NsCas9d recognizes the 5'-NRG-3' protospacer adjacent motif (PAM), with 5'-NGG-3' showing the highest cleavage efficiency. Its sgRNA structure, resembling the 5' end of IscB ωRNA, along with structural features shared with other Cas9 variants, suggests that Cas9d are hypothesized to resemble evolutionary intermediates between other Cas9 sub-types and IscB. These findings deepen our understanding of Cas9 evolution and mechanisms, highlighting NsCas9d as a promising genome-editing tool due to its compact size, DNA cleavage pattern, and efficient PAM recognition.
履歴
登録2025年1月10日-
ヘッダ(付随情報) 公開2025年8月20日-
マップ公開2025年8月20日-
更新2025年8月20日-
現状2025年8月20日処理サイト: PDBc / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_63066.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_63066.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.
= 246. Å		0.82 Å/pix.
x 300 pix.
= 246. Å		0.82 Å/pix.
x 300 pix.
= 246. 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: 0.82 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: 0.04
最小 - 最大-0.25915954 - 0.51986295
平均 (標準偏差)-0.00050221354 (±0.012588706)
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: 246.0 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_63066_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_63066_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 NsCas9-sgRNA-dsDNA

全体名称: Ternary complex of NsCas9-sgRNA-dsDNA
要素
  • 複合体: Ternary complex of NsCas9-sgRNA-dsDNA
    • タンパク質・ペプチド: HNH nuclease domain-containing protein
    • RNA: sgRNA (156-MER)
    • DNA: DNA (41-MER)
    • DNA: DNA (41-MER)
  • リガンド: ZINC ION
  • リガンド: water

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超分子 #1: Ternary complex of NsCas9-sgRNA-dsDNA

超分子名称: Ternary complex of NsCas9-sgRNA-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: Nitrospirae bacterium RBG_13_39_12 (バクテリア)

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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: Nitrospirae bacterium RBG_13_39_12 (バクテリア)
分子量理論値: 88.439391 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MEKELVLGID YGGKYTGLAV VNQKNNQVLY ARTVKMRDDV TDILAGRREQ RSLRRTLQTK KKRLRELKNY LESIGGIYEE SSGTFTIEP FRTVYSLAHK RGYDYADLPE EKTSEEIEAM DAKERKQWEK EKKELEETQR NSRHRDEVLR DVRNVMTEGN L SEEQIIKV ...文字列:
MEKELVLGID YGGKYTGLAV VNQKNNQVLY ARTVKMRDDV TDILAGRREQ RSLRRTLQTK KKRLRELKNY LESIGGIYEE SSGTFTIEP FRTVYSLAHK RGYDYADLPE EKTSEEIEAM DAKERKQWEK EKKELEETQR NSRHRDEVLR DVRNVMTEGN L SEEQIIKV ESIFNKQYRH KRFNNRILTK CKVCGKNTPL RINVRELLLE NIVRYLPLQN KERELLKLTI LKGHQQDINE IF KHFRKVY KITLNQKDWP GKNLIDIARN QLRGRLLFCK VHFPENEKYV SIEKKTFRLA PSLKTKIENV LSVIKDDILP NFT LNNVVM ESNNFDIAAK TKGKKRLLKE EYSKGHRESG ETRKEALLRE TDSRCIYCGK GIDLSNAHED HIFPRKAGGI NIFG NLVAC CSVCNEEKRG RTPLESGILP KPEIVSFITN DLKKKILEDA QYINTLDFNK YMSHASIGWR HMRDRLRELT GNKEL LIKR QSGIYTAYFR KWWGFIKERG NHGHHALDAV ILASKKSYAE DGKVDMTIKP CGEDGKEFDI ERHLSEMKEF RRDKGG KSA PLHDRNPLSF KNDIITRRFM VTEIECGKEA VIISEEYRKK LTEAFKRFGI AKGKYLTDEQ AKDAGFYLRK NGEGVMS LK CEVKGTGYNQ MIRIKNNIFK TNVHNVGVAV FLDEKGKKRA CELKNPRLSK HFVKPAEQVK GKVIFILKRG NMVTVEGE E MIYRVKKLGT SPVIEAIVGS DGKTRTVSAT KLLKINHTKK V

UniProtKB: HNH nuclease domain-containing protein

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分子 #2: sgRNA (156-MER)

分子名称: sgRNA (156-MER) / タイプ: rna / ID: 2 / コピー数: 1
由来(天然)生物種: Nitrospirae bacterium RBG_13_39_12 (バクテリア)
分子量理論値: 50.211645 KDa
配列文字列:
GGUUAUAACU GAUAUAUGGG GUUACAGUUA AGGCUCUUUG AAAAAAGAGC CUUAAUUGUA AAACGCCUAU ACGGUGAGGG UAUGUACGU UUGGGUUUGU CCAGCCUAAA CCUCUACGCC AGAAAUGGCA CCUUCAUUGU GGGUUAGGAC AAUUUAA

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分子 #3: DNA (41-MER)

分子名称: DNA (41-MER) / タイプ: dna / ID: 3 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: synthetic construct (人工物)
分子量理論値: 12.489061 KDa
配列文字列:
(DT)(DC)(DT)(DA)(DG)(DA)(DG)(DG)(DA)(DT) (DC)(DC)(DC)(DC)(DC)(DC)(DA)(DT)(DA)(DT) (DA)(DT)(DC)(DA)(DG)(DT)(DT)(DA)(DT) (DA)(DA)(DC)(DC)(DG)(DA)(DA)(DT)(DT)(DC) (DA) (DC)

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分子 #4: DNA (41-MER)

分子名称: DNA (41-MER) / タイプ: dna / ID: 4 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: synthetic construct (人工物)
分子量理論値: 12.560096 KDa
配列文字列:
(DG)(DT)(DG)(DA)(DA)(DT)(DT)(DC)(DC)(DC) (DA)(DA)(DT)(DA)(DT)(DT)(DG)(DA)(DC)(DT) (DA)(DT)(DA)(DT)(DA)(DC)(DC)(DC)(DG) (DG)(DG)(DA)(DT)(DC)(DC)(DT)(DC)(DT)(DA) (DG) (DA)

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分子 #5: ZINC ION

分子名称: ZINC ION / タイプ: ligand / ID: 5 / コピー数: 2 / 式: ZN
分子量理論値: 65.409 Da

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分子 #6: water

分子名称: water / タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 6 / 式: HOH
分子量理論値: 18.015 Da
Chemical component information

ChemComp-HOH:
WATER

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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 KRIOS
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 QUANTUM (4k x 4k)
平均電子線量: 60.0 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）: 1.4000000000000001 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

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画像解析

CTF補正タイプ: NONE
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: 2.86 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 215731
初期 角度割当タイプ: PROJECTION MATCHING
最終 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION
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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