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- EMDB-64070: Cryo-EM structure of the RdCas12n-sgRNA-DNA ternary complex, Conf... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-64070
タイトルCryo-EM structure of the RdCas12n-sgRNA-DNA ternary complex, Conformation 2
マップデータ
試料
  • 複合体: RdCas12n-sgRNA-DNA complex
    • タンパク質・ペプチド: Transposase
    • DNA: DNA (40-MER)
    • DNA: DNA (5'-D(P*GP*CP*TP*GP*TP*GP*AP*GP*AP*AP*AP*CP*CP*G)-3')
    • RNA: sgRNA
キーワードCRISPR-Cas / Complex / DNA BINDING PROTEIN / DNA BINDING PROTEIN-DNA-RNA complex
機能・相同性
機能・相同性情報


transposition / DNA recombination / DNA binding / metal ion binding
類似検索 - 分子機能
Transposase, putative, helix-turn-helix domain / Helix-turn-helix domain / Probable transposase, IS891/IS1136/IS1341 / Probable transposase / : / Transposase IS605, OrfB, C-terminal / Cas12f1-like, TNB domain
類似検索 - ドメイン・相同性
生物種Rothia dentocariosa (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: 3.01 Å
データ登録者Fu W / Ji Q
資金援助 中国, 3件
OrganizationGrant number国
National Natural Science Foundation of China (NSFC)21922705 中国
National Natural Science Foundation of China (NSFC)2207783 中国
National Natural Science Foundation of China (NSFC)91753127 中国
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2025
タイトル: Mechanisms and engineering of a miniature type V-N CRISPR-Cas12 effector enzyme.
著者: Wenhan Fu / Jiacheng Ma / Zhipeng Wang / Na Tang / Deng Pan / Mengjiao Su / Zhaowei Wu / Jianhua Gan / Quanjiang Ji /
要旨: Type V CRISPR-Cas12 systems are highly diverse in their functionality and molecular compositions, including miniature Cas12f1 and Cas12n genome editors that provide advantages for efficient in vivo ...Type V CRISPR-Cas12 systems are highly diverse in their functionality and molecular compositions, including miniature Cas12f1 and Cas12n genome editors that provide advantages for efficient in vivo therapeutic delivery due to their small size. In contrast to Cas12f1 nucleases that utilize a homodimer structure for DNA targeting and cleavage with a preference for T- or C-rich PAMs, Cas12n nucleases are likely monomeric proteins and uniquely recognize rare A-rich PAMs. However, the molecular mechanisms behind RNA-guided genome targeting and cleavage by Cas12n remain unclear. Here, we present the cryo-electron microscopy (cryo-EM) structure of Rothia dentocariosa Cas12n (RdCas12n) bound to a single guide RNA (sgRNA) and target DNA, illuminating the intricate molecular architecture of Cas12n and its sgRNA, as well as PAM recognition and nucleic-acid binding mechanisms. Through structural comparisons with other Cas12 nucleases and the ancestral precursor TnpB, we provide insights into the evolutionary significance of Cas12n in the progression from TnpB to various Cas12 nucleases. Additionally, we extensively modify the sgRNA and convert RdCas12n into an effective genome editor in human cells. Our findings enhance the understanding of the evolutionary mechanisms of type V CRISPR-Cas12 systems and offer a molecular foundation for engineering Cas12n genome editors.
履歴
登録2025年4月6日-
ヘッダ(付随情報) 公開2025年6月4日-
マップ公開2025年6月4日-
更新2025年7月23日-
現状2025年7月23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_64070.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_64070.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.)
0.96 Å/pix.
x 256 pix.
= 245.76 Å		0.96 Å/pix.
x 256 pix.
= 245.76 Å		0.96 Å/pix.
x 256 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: 0.96 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: 0.7
最小 - 最大-6.023706 - 8.398372999999999
平均 (標準偏差)-0.0014598998 (±0.104985885)
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: 245.76 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_64070_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_64070_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_64070_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 : RdCas12n-sgRNA-DNA complex

全体名称: RdCas12n-sgRNA-DNA complex
要素
  • 複合体: RdCas12n-sgRNA-DNA complex
    • タンパク質・ペプチド: Transposase
    • DNA: DNA (40-MER)
    • DNA: DNA (5'-D(P*GP*CP*TP*GP*TP*GP*AP*GP*AP*AP*AP*CP*CP*G)-3')
    • RNA: sgRNA

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超分子 #1: RdCas12n-sgRNA-DNA complex

超分子名称: RdCas12n-sgRNA-DNA complex / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all
由来(天然)生物種: Rothia dentocariosa (バクテリア)
分子量理論値: 144.465 KDa

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分子 #1: Transposase

分子名称: Transposase / 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: Rothia dentocariosa (バクテリア)
分子量理論値: 61.318246 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: MATTDKKDEE NLRAYKFRLD PNQAQTTALY QAVGAARYTY NMLTAYNLEV NRLRDDYWKR RHDEDISDAD IKKELNALAK EDKRYKQLN YGAFGTQYLT PEKKRHEQAE HRIENGEDPS VVWNQETERS ANPWLHTANQ RVLVSGLQNA SDAWDNFWAS R TGKRAGRL ...文字列:
MATTDKKDEE NLRAYKFRLD PNQAQTTALY QAVGAARYTY NMLTAYNLEV NRLRDDYWKR RHDEDISDAD IKKELNALAK EDKRYKQLN YGAFGTQYLT PEKKRHEQAE HRIENGEDPS VVWNQETERS ANPWLHTANQ RVLVSGLQNA SDAWDNFWAS R TGKRAGRL VGTPRFKKKG VSRDSFTVPA PEKMGAYGTA YLRGEPAYKQ GRRKITDYRH VRLSYLGTIR TFNSTKPLVK AV VAGAKIR SYTVSRNADR WYVSFLVKFS EPIRRSATKR ARAAGSVGVD LGVKYLASLS DSEAPQRFPN LKFVEGLPSL ENP RWSEAS SRRLHKLQRA LARSQKGSNR RSRLVKQIAR LHHMTALRRE SNLHQLTKKL ATEYTLVGFE DLNVSGMTAS AKGT VENPG KNVAQKSGLN RVVLDAAFGV FRNQLEYKAV WYGSAFEKVD RYFASSQTCS ECGRKAKTKL TLRDRVFDCA YCGNM MDRD LNAAVNICRE AQRLFDEKLA SEDRESLNGR GSRGALRGAE TVEASRPPAS HRRGSP

UniProtKB: Transposase

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分子 #2: DNA (40-MER)

分子名称: DNA (40-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: 12.205824 KDa
配列文字列:
(DG)(DG)(DC)(DA)(DG)(DT)(DG)(DT)(DT)(DT) (DT)(DC)(DA)(DC)(DT)(DT)(DT)(DC)(DA)(DC) (DC)(DT)(DG)(DA)(DA)(DC)(DC)(DG)(DG) (DT)(DT)(DT)(DC)(DT)(DC)(DA)(DC)(DA)(DG) (DC)

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分子 #3: DNA (5'-D(P*GP*CP*TP*GP*TP*GP*AP*GP*AP*AP*AP*CP*CP*G)-3')

分子名称: DNA (5'-D(P*GP*CP*TP*GP*TP*GP*AP*GP*AP*AP*AP*CP*CP*G)-3')
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: 4.32983 KDa
配列文字列:
(DG)(DC)(DT)(DG)(DT)(DG)(DA)(DG)(DA)(DA) (DA)(DC)(DC)(DG)

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分子 #4: sgRNA

分子名称: sgRNA / タイプ: rna / ID: 4 / コピー数: 1
由来(天然)生物種: Rothia dentocariosa (バクテリア)
分子量理論値: 69.274062 KDa
配列文字列: CUUUUUGACG AAAAACUCGC CUCAGAAGAU AGGGAGAGUC UAAACGGACG UGGAAGUCGA GGCGCUCUUC GGGGUGCUGA GACUGUGGA AGCGUCAAGA CCACCUGCGA GUCAUCGUAG AGGGUCACCG UAGAUGAGUA AUCAUCUGCC CAUCUAUUGC A UUAUGCAC ...文字列:
CUUUUUGACG AAAAACUCGC CUCAGAAGAU AGGGAGAGUC UAAACGGACG UGGAAGUCGA GGCGCUCUUC GGGGUGCUGA GACUGUGGA AGCGUCAAGA CCACCUGCGA GUCAUCGUAG AGGGUCACCG UAGAUGAGUA AUCAUCUGCC CAUCUAUUGC A UUAUGCAC GCGAAAGCGU GUGCAUGGGU GGUUCCCGGU UCAGGUGAAA GUGAAA

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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

濃度0.277 mg/mL
緩衝液pH: 7.5
構成要素:
濃度式名称
500.0 mMNaClsodium chloride
10.0 mMMgCl2Magnesium chloride
20.0 mMTris-HClTris (Hydroxymethyl) Aminomethane Hydrochloride
1.0 mMDTTDithiothreitol

詳細: 10mM MgCl2, 20mM Tris-HCl,500nM NaCl, 1mM DTT
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 298 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV

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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: TFS FALCON 4i (4k x 4k)
デジタル化 - サイズ - 横: 4096 pixel / デジタル化 - サイズ - 縦: 4096 pixel / 撮影したグリッド数: 32 / 実像数: 5296 / 平均露光時間: 5.59 sec. / 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）: 1.8 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.2 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: 3.01 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 879820
初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 角度割当タイプ: NOT APPLICABLE
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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