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万見
- EMDB-63595: CasRx-crRNA binary complex -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-63595
タイトルCasRx-crRNA binary complex
マップデータ
試料
  • 複合体: Binary complex of CasRx with crRNA
    • タンパク質・ペプチド: CasRx
    • RNA: RNA (51-MER)
  • リガンド: MAGNESIUM ION
キーワードCas13d protein complex / RNA BINDING PROTEIN/RNA / RNA BINDING PROTEIN-RNA complex
生物種Ruminococcus sp. XPD3002 (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: 2.86 Å
データ登録者Chen XY / Huang HD
資金援助 中国, 1件
OrganizationGrant number国
Not funded 中国
引用ジャーナル: Nucleic Acids Res / 年: 2025
タイトル: Mechanistic insights into Cas13d enzymes from cryo-EM structures of CasRx and DjCas13d.
著者: Xiaoyan Chen / Yongru He / Maochao Guo / Shiyu Liu / Yue Li / Fuxing Zeng / Chongyuan Wang / Kai Yuan / Hongda Huang /
要旨: CasRx and its engineered variants have emerged as powerful RNA-targeting tools, exhibiting high specificity, robust efficiency, and minimal trans-cleavage activity. Recently, DjCas13d was identified ...CasRx and its engineered variants have emerged as powerful RNA-targeting tools, exhibiting high specificity, robust efficiency, and minimal trans-cleavage activity. Recently, DjCas13d was identified as a promising alternative, offering even lower trans-cleavage activity while retaining comparable cis-cleavage efficiency. Despite their broad utility in biotechnology and therapeutic development, the molecular mechanisms governing substrate recognition and activation in these functionally relevant Cas13d enzymes remain incompletely understood. Here, we present comparative structural and biochemical analyses of CasRx and DjCas13d. Using cryogenic electron microscopy, we determined structures of both enzymes in binary (protein-crRNA) and ternary (protein-crRNA-target RNA) states, and additionally solved the apo structure of DjCas13d. Biochemical assays revealed that both enzymes exhibit similar cis-cleavage activity, whereas DjCas13d shows substantially reduced trans-cleavage activity relative to CasRx. Structural comparisons uncovered key conformational changes linked to target RNA engagement and catalytic activation, providing mechanistic insight into their distinct cleavage behaviors. Furthermore, structure-guided mutagenesis yielded several CasRx variants that achieve a favorable balance between reduced trans-cleavage activity and preserved cis-cleavage efficiency, representing valuable starting points for further optimization. Together, these findings advance our mechanistic understanding of Cas13 enzymes and provide a structural framework for the rational design of RNA-targeting technologies.
履歴
登録2025年2月28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22日-
現状2025年10月22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_63595.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_63595.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 125 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.)
1.1 Å/pix.
x 320 pix.
= 350.4 Å		1.1 Å/pix.
x 320 pix.
= 350.4 Å		1.1 Å/pix.
x 320 pix.
= 350.4 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: 1.095 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: 0.25
最小 - 最大-0.0018044643 - 1.6945755
平均 (標準偏差)0.00039673597 (±0.014493943)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ320320320
Spacing320320320
セルA=B=C: 350.40002 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: #1

ファイルemd_63595_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: #2

ファイルemd_63595_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 : Binary complex of CasRx with crRNA

全体名称: Binary complex of CasRx with crRNA
要素
  • 複合体: Binary complex of CasRx with crRNA
    • タンパク質・ペプチド: CasRx
    • RNA: RNA (51-MER)
  • リガンド: MAGNESIUM ION

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超分子 #1: Binary complex of CasRx with crRNA

超分子名称: Binary complex of CasRx with crRNA / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#2
由来(天然)生物種: Ruminococcus sp. XPD3002 (バクテリア)

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分子 #1: CasRx

分子名称: CasRx / 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: Ruminococcus sp. XPD3002 (バクテリア)
分子量理論値: 111.638117 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MIEKKKSFAK GMGVKSTLVS GSKVYMTTFA EGSDARLEKI VEGDSIRSVN EGEAFSAEMA DKNAGYKIGN AKFSHPKGYA VVANNPLYT GPVQQDMLGL KETLEKRYFG ESADGNDNIC IQVIHNILDI EKILAEYITN AAYAVNNISG LDKDIIGFGK F STVYTYDE ...文字列:
MIEKKKSFAK GMGVKSTLVS GSKVYMTTFA EGSDARLEKI VEGDSIRSVN EGEAFSAEMA DKNAGYKIGN AKFSHPKGYA VVANNPLYT GPVQQDMLGL KETLEKRYFG ESADGNDNIC IQVIHNILDI EKILAEYITN AAYAVNNISG LDKDIIGFGK F STVYTYDE FKDPEHHRAA FNNNDKLINA IKAQYDEFDN FLDNPRLGYF GQAFFSKEGR NYIINYGNEC YDILALLSGL AH WVVANNE EESRISRTWL YNLDKNLDNE YISTLNYLYD RITNELTNSF SKNSAANVNY IAETLGINPA EFAEQYFRFS IMK EQKNLG FNITKLREVM LDRKDMSEIR KNHKVFDSIR TKVYTMMDFV IYRYYIEEDA KVAAANKSLP DNEKSLSEKD IFVI NLRGS FNDDQKDALY YDEANRIWRK LENIMHNIKE FRGNKTREYK KKDAPRLPRI LPAGRDVSAF SKLMYALTMF LDGKE INDL LTTLINKFDN IQSFLKVMPL IGVNAKFVEE YAFFKDSAKI ADELRLIKSF ARMGEPIADA RRAMYIDAIR ILGTNL SYD ELKALADTFS LDENGNKLKK GKHGMRNFII NNVISNKRFH YLIRYGDPAH LHEIAKNEAV VKFVLGRIAD IQKKQGQ NG KNQIDRYYET CIGKDKGKSV SEKVDALTKI ITGMNYDQFD KKRSVIEDTG RENAEREKFK KIISLYLTVI YHILKNIV N INARYVIGFH CVERDAQLYK EKGYDINLKK LEEKGFSSVT KLCAGIDETA PDKRKDVEKE MAERAKESID SLESANPKL YANYIKYSDE KKAEEFTRQI NREKAKTALN AYLRNTKWNV IIREDLLRID NKTCTLFANK AVALEVARYV HAYINDIAEV NSYFQLYHY IMQRIIMNER YEKSSGKVSE YFDAVNDEKK YNDRLLKLLC VPFGYCIPRF KNLSIEALFD RNEAAKFDKE K KKVSGNS

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分子 #2: RNA (51-MER)

分子名称: RNA (51-MER) / タイプ: rna / ID: 2 / コピー数: 1
由来(天然)生物種: Ruminococcus sp. XPD3002 (バクテリア)
分子量理論値: 16.351834 KDa
配列文字列:
AACCCCUACC AACUGGUCGG GGUUUGAAAC GCCAACGAAC AUCAUGACAG C

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分子 #3: MAGNESIUM ION

分子名称: MAGNESIUM ION / タイプ: ligand / ID: 3 / コピー数: 1 / 式: MG
分子量理論値: 24.305 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: 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: DARK 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
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: 194460
初期 角度割当タイプ: PROJECTION MATCHING
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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