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万見
- EMDB-63121: CryoEM Structures Uncover the Unexpected Hinges of IscB for Enhan... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-63121
タイトルCryoEM Structures Uncover the Unexpected Hinges of IscB for Enhanced Gene Editing
マップデータ
試料
  • 複合体: The ternary complex formed by IscB, wRNA, and Target DNA
    • RNA: RNA (194-MER)
    • DNA: DNA (27-MER)
    • DNA: DNA (26-MER)
    • タンパク質・ペプチド: Iscb+Twin-Strep-tag
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: ZINC ION
キーワードIscB / Target DNA / HNH / DNA BINDING PROTEIN
生物種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: 3.1 Å
データ登録者Hu CY / Wang FZ / Ma SS / Zhang SF
資金援助 シンガポール, 1件
OrganizationGrant number国
Ministry of Education (MoE, Singapore) シンガポール
引用ジャーナル: Nat Struct Mol Biol / 年: 2026
タイトル: Structural insight into IscB's RNA-lid-based inactivation mechanism.
著者: Feizuo Wang / Ruochen Guo / Senfeng Zhang / Yinuo Cui / Junlan Wang / Tao Hu / Kunming Liu / Qi Wang / Yao Liu / Ki Hyun Nam / Ziqing Winston Zhao / Quanquan Ji / Xin Xu / Ercheng Wang / ...著者: Feizuo Wang / Ruochen Guo / Senfeng Zhang / Yinuo Cui / Junlan Wang / Tao Hu / Kunming Liu / Qi Wang / Yao Liu / Ki Hyun Nam / Ziqing Winston Zhao / Quanquan Ji / Xin Xu / Ercheng Wang / Youyuan Zhu / Yao Yang / Min Luo / Peixiang Ma / Shengsheng Ma / Chunlong Xu / Chunyi Hu /
要旨: IscB, a compact Cas9 ancestor from the obligate mobile element guided activity system, has attracted growing interest as a programmable genome editor because of its small size and therapeutic ...IscB, a compact Cas9 ancestor from the obligate mobile element guided activity system, has attracted growing interest as a programmable genome editor because of its small size and therapeutic delivery potential. Despite its promise, structural insights into IscB's regulation remain limited, with only a target-bound R-loop structure previously reported. Here, we present the structural trajectory of an engineered IscB, capturing its transition from a resting state to activation. Using cryo-electron microscopy, we resolve four high-resolution structures: the apo resting state, two intermediate complexes with 6-nt and 10-nt guide-target pairing and a fully paired 16-nt primed cleavage state. These structures uncover a dual inactivation mechanism mediated by RNA lids; the ωRNA lid blocks HNH domain access, while the guide RNA lid occludes the RuvC active site. As guide-target pairing progresses, the guide RNA undergoes a stepwise displacement, mimicking a 'car pedal' motion that triggers activation at 11-nt pairing. The HNH domain also contributes to R-loop stabilization through a positively charged R-wedge motif and undergoes a ~90° activation-driven rotation mediated by two hinge regions. In variants IscBHig1 and IscBHig2, engineering these hinge motifs to enhance conformational flexibility notably improved genome-editing efficiency in cells. In summary, our study reveals the molecular basis underlying IscB autoinhibition and activation, identifies previously uncharacterized regulatory features and establishes hinge elements as a target region for engineering compact, efficient genome editors.
履歴
登録2025年1月14日-
ヘッダ(付随情報) 公開2026年1月21日-
マップ公開2026年1月21日-
更新2026年4月8日-
現状2026年4月8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_63121.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_63121.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 64 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 256 pix.
= 213.504 Å		0.83 Å/pix.
x 256 pix.
= 213.504 Å		0.83 Å/pix.
x 256 pix.
= 213.504 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: 0.834 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: 0.08
最小 - 最大-0.18105482 - 0.45904636
平均 (標準偏差)0.00070430257 (±0.018735655)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ256256256
Spacing256256256
セルA=B=C: 213.504 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_63121_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_63121_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_63121_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 : The ternary complex formed by IscB, wRNA, and Target DNA

全体名称: The ternary complex formed by IscB, wRNA, and Target DNA
要素
  • 複合体: The ternary complex formed by IscB, wRNA, and Target DNA
    • RNA: RNA (194-MER)
    • DNA: DNA (27-MER)
    • DNA: DNA (26-MER)
    • タンパク質・ペプチド: Iscb+Twin-Strep-tag
  • リガンド: MAGNESIUM ION
  • リガンド: ZINC ION

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超分子 #1: The ternary complex formed by IscB, wRNA, and Target DNA

超分子名称: The ternary complex formed by IscB, wRNA, and Target DNA
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: synthetic construct (人工物)

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分子 #1: RNA (194-MER)

分子名称: RNA (194-MER) / タイプ: rna / ID: 1 / コピー数: 1
由来(天然)生物種: synthetic construct (人工物)
分子量理論値: 62.54618 KDa
配列文字列: UCUAUAUCAU GGCCGAGGCU CUUCCAACUG CGGGUUGAAA GAGCACAGGC UGAGACAUUC GUAAGGCCGA AAGGCCGGAC GCACCCUGG GAUUUCCCCA GUCCCCGGAA CUGCAUAGCG GAUGCCAGUU GAUGGAGCAA UCUAUCAGAU AAGCCAGGGG G AACAAUCA ...文字列:
UCUAUAUCAU GGCCGAGGCU CUUCCAACUG CGGGUUGAAA GAGCACAGGC UGAGACAUUC GUAAGGCCGA AAGGCCGGAC GCACCCUGG GAUUUCCCCA GUCCCCGGAA CUGCAUAGCG GAUGCCAGUU GAUGGAGCAA UCUAUCAGAU AAGCCAGGGG G AACAAUCA CCUCUCUGUA UCAGAGAGAG UUUUAC

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分子 #2: DNA (27-MER)

分子名称: DNA (27-MER) / タイプ: dna / ID: 2 / 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: 8.387404 KDa
配列文字列:
(DC)(DT)(DA)(DG)(DG)(DT)(DG)(DG)(DT)(DT) (DG)(DT)(DC)(DG)(DG)(DC)(DC)(DA)(DT)(DG) (DA)(DT)(DA)(DT)(DA)(DG)(DA)

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分子 #3: DNA (26-MER)

分子名称: DNA (26-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: 7.90112 KDa
配列文字列:
(DG)(DA)(DT)(DA)(DT)(DA)(DG)(DT)(DA)(DC) (DC)(DG)(DG)(DC)(DT)(DC)(DA)(DA)(DC)(DC) (DA)(DC)(DC)(DT)(DA)(DC)

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分子 #4: Iscb+Twin-Strep-tag

分子名称: Iscb+Twin-Strep-tag / タイプ: protein_or_peptide / ID: 4 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: synthetic construct (人工物)
分子量理論値: 62.165832 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MAVVYVISKS GKPLMPTTRC GHVRILLKEG KARVVERKPF TIQLTYESAE ETQPLVLGID PGRTNIGMSV VTESGESVFN AQIRTRNKD VPKLMKDRKQ YRMAHRRLKR RCKRRRRAKA AGTAFEEGEK QRLLPGCFKP ITCKSIRNKE ARFNNRKRPV G WLTPTANH ...文字列:
MAVVYVISKS GKPLMPTTRC GHVRILLKEG KARVVERKPF TIQLTYESAE ETQPLVLGID PGRTNIGMSV VTESGESVFN AQIRTRNKD VPKLMKDRKQ YRMAHRRLKR RCKRRRRAKA AGTAFEEGEK QRLLPGCFKP ITCKSIRNKE ARFNNRKRPV G WLTPTANH LLVTHLNVVK KVQKILPVAK VVLELNRFSF MAMNNPKVQR WQYQRGPLYG KGSVEEAVSM QQDGHCLFCK HG IDHYHHV VPRRKNGSET LENRVGLCEE HHRLVHTDKE WEANLASKKS GMNKKYHALS VLNQIIPYLA DQLADMFPGN FCV TSGQDT YLFREEHGIP KDHYLDAYCI ACSALTDAKK VSSPKGRPYM VRQFRRHDRQ ACHKANLNRR YYMGGKLVAT NRHK AMDQK TDSLEEYRAA HSAADVSKLT VKHPSAQYKD MSRIMPGSIL VSGEGKLFTL RRSEGRNKGQ VNYFVSTEGI KYWAR KCQY LRNNGGLQIY VKNKGGSGKR PAATKKAGQA KKKKGWSHPQ FEKGGGSGGG SGGSAWSHPQ FEK

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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: 2 / 式: MG
分子量理論値: 24.305 Da

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分子 #6: ZINC ION

分子名称: ZINC ION / タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 1 / 式: ZN
分子量理論値: 65.409 Da

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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 K3 (6k x 4k) / 平均電子線量: 49.34 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: DIFFRACTION / 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）: 1.0 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: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
初期モデルモデルのタイプ: INSILICO MODEL
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.1 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: cryoSPARC / 使用した粒子像数: 36751
初期 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION
最終 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION

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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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