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- PDB-7c7l: Cryo-EM structure of the Cas12f1-sgRNA-target DNA complex -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 7c7l
タイトルCryo-EM structure of the Cas12f1-sgRNA-target DNA complex
要素
  • (DNA (40-mer)) x 2
  • CRISPR-associated protein Cas14a.1
  • sgRNA
キーワードRNA BINDING PROTEIN/RNA/DNA / Cas12f / Cas14 / sgRNA / target DNA / CRISPR / RNA BINDING PROTEIN-RNA-DNA complex
機能・相同性
機能・相同性情報


endonuclease activity / defense response to virus / 加水分解酵素; エステル加水分解酵素 / DNA binding / RNA binding / metal ion binding
類似検索 - 分子機能
Transposase IS605, OrfB, C-terminal / Cas12f1-like, TNB domain
類似検索 - ドメイン・相同性
DNA / DNA (> 10) / RNA / RNA (> 10) / RNA (> 100) / CRISPR-associated endodeoxyribonuclease Cas12f1
類似検索 - 構成要素
生物種uncultured archaeon (環境試料)
synthetic construct (人工物)
手法電子顕微鏡法 / 単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.3 Å
データ登録者Takeda, N.S. / Nakagawa, R. / Okazaki, S. / Hirano, H. / Kobayashi, K. / Kusakizako, T. / Nishizawa, T. / Yamashita, K. / Nishimasu, H. / Nureki, O.
引用ジャーナル: Mol Cell / 年: 2021
タイトル: Structure of the miniature type V-F CRISPR-Cas effector enzyme.
著者: Satoru N Takeda / Ryoya Nakagawa / Sae Okazaki / Hisato Hirano / Kan Kobayashi / Tsukasa Kusakizako / Tomohiro Nishizawa / Keitaro Yamashita / Hiroshi Nishimasu / Osamu Nureki /
要旨: RNA-guided DNA endonucleases derived from CRISPR-Cas adaptive immune systems are widely used as powerful genome-engineering tools. Among the diverse CRISPR-Cas nucleases, the type V-F Cas12f (also ...RNA-guided DNA endonucleases derived from CRISPR-Cas adaptive immune systems are widely used as powerful genome-engineering tools. Among the diverse CRISPR-Cas nucleases, the type V-F Cas12f (also known as Cas14) proteins are exceptionally compact and associate with a guide RNA to cleave single- and double-stranded DNA targets. Here, we report the cryo-electron microscopy structure of Cas12f1 (also known as Cas14a) in complex with a guide RNA and its target DNA. Unexpectedly, the structure revealed that two Cas12f1 molecules assemble with the single guide RNA to recognize the double-stranded DNA target. Each Cas12f1 protomer adopts a different conformation and plays distinct roles in nucleic acid recognition and DNA cleavage, thereby explaining how the miniature Cas12f1 enzyme achieves RNA-guided DNA cleavage as an "asymmetric homodimer." Our findings augment the mechanistic understanding of diverse CRISPR-Cas nucleases and provide a framework for the development of compact genome-engineering tools critical for therapeutic genome editing.
履歴
登録2020年5月26日登録サイト: PDBJ / 処理サイト: PDBJ
改定 1.02020年12月23日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12020年12月30日Group: Database references / カテゴリ: citation
Item: _citation.journal_volume / _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title
改定 1.22021年2月17日Group: Database references / カテゴリ: citation
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first ..._citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last / _citation.year
改定 1.32024年3月27日Group: Data collection / Database references / Refinement description
カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond ...chem_comp_atom / chem_comp_bond / database_2 / refine
Item: _database_2.pdbx_DOI / _database_2.pdbx_database_accession ..._database_2.pdbx_DOI / _database_2.pdbx_database_accession / _refine.ls_d_res_high / _refine.ls_d_res_low

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構造の表示

ムービー
  • 登録構造単位
  • Jmolによる作画
  • ダウンロード
  • EMマップとの重ね合わせ
  • マップデータ: EMDB-30299
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
ムービービューア
構造ビューア分子:
MolmilJmol/JSmol

ダウンロードとリンク

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集合体

登録構造単位
A: CRISPR-associated protein Cas14a.1
B: CRISPR-associated protein Cas14a.1
C: sgRNA
D: DNA (40-mer)
E: DNA (40-mer)
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)208,4498
ポリマ－208,2535
非ポリマー1963
水00
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: gel filtration
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551
Buried area21990 Å2
ΔGint-116 kcal/mol
Surface area57460 Å2

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要素

#1: タンパク質 CRISPR-associated protein Cas14a.1 / Cas12f.1


分子量: 62748.598 Da / 分子数: 2 / 変異: D326A / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) uncultured archaeon (環境試料) / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: A0A482D308
#2: RNA鎖 sgRNA


分子量: 58133.543 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) uncultured archaeon (環境試料)
#3: DNA鎖 DNA (40-mer)


分子量: 12297.954 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) synthetic construct (人工物)
#4: DNA鎖 DNA (40-mer)


分子量: 12323.922 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) synthetic construct (人工物)
#5: 化合物 ChemComp-ZN / ZINC ION


分子量: 65.409 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 合成 / 式: Zn / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
研究の焦点であるリガンドがあるかY

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実験情報

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実験

実験手法: 電子顕微鏡法
EM実験試料の集合状態: PARTICLE / ３次元再構成法: 単粒子再構成法

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試料調製

構成要素
ID名称タイプEntity IDParent-ID由来
1Cryo-EM structure of the Cas12f1-sgRNA-target DNA complexCOMPLEX#1-#40RECOMBINANT
2Cas12f1COMPLEX#11RECOMBINANT
3sgRNAORGANELLE OR CELLULAR COMPONENT#21RECOMBINANT
4target DNACOMPLEX#3-#41RECOMBINANT
分子量実験値: NO
由来(天然)生物種: uncultured archaeon (環境試料)
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
緩衝液pH: 8
試料包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
急速凍結凍結剤: ETHANE

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電子顕微鏡撮影

実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company
顕微鏡モデル: FEI TITAN KRIOS
電子銃電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 300 kV / 照射モード: OTHER
電子レンズモード: BRIGHT FIELD
撮影電子線照射量: 48.7 e/Å2 / フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k)

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解析

ソフトウェア名称: REFMAC / バージョン: 5.8.0266 / 分類: 精密化
EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ
2SerialEM画像取得
4RELION3CTF補正
5CTFFIND4.1.13CTF補正
11RELION3初期オイラー角割当
12RELION3最終オイラー角割当
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
対称性点対称性: C1 (非対称)
3次元再構成解像度: 3.3 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 87253 / 対称性のタイプ: POINT
精密化解像度: 3.3→3.3 Å / Cor.coef. Fo:Fc: 0.731 / SU B: 22.846 / SU ML: 0.356 / 交差検証法: NONE / ESU R: 0.735
立体化学のターゲット値: MAXIMUM LIKELIHOOD WITH PHASES
詳細: HYDROGENS HAVE BEEN ADDED IN THE RIDING POSITIONS
Rfactor反射数%反射
Rwork0.44518 --
obs0.44518 74091 100 %
溶媒の処理溶媒モデル: PARAMETERS FOR MASK CACLULATION
原子変位パラメータBiso mean: 101.179 Å2
Baniso -1Baniso -2Baniso -3
1--0.6 Å20.05 Å2-0.02 Å2
2--0.67 Å2-0.94 Å2
3----0.07 Å2
精密化ステップサイクル: 1 / 合計: 10148
拘束条件
Refine-IDタイプDev idealDev ideal target数
ELECTRON MICROSCOPYr_bond_refined_d0.0070.01210687
ELECTRON MICROSCOPYr_bond_other_d00.0188316
ELECTRON MICROSCOPYr_angle_refined_deg1.4981.49915154
ELECTRON MICROSCOPYr_angle_other_deg1.3851.86919232
ELECTRON MICROSCOPYr_dihedral_angle_1_deg7.5965862
ELECTRON MICROSCOPYr_dihedral_angle_2_deg37.33721.541331
ELECTRON MICROSCOPYr_dihedral_angle_3_deg20.774151228
ELECTRON MICROSCOPYr_dihedral_angle_4_deg18.1171544
ELECTRON MICROSCOPYr_chiral_restr0.0760.21531
ELECTRON MICROSCOPYr_gen_planes_refined0.0070.029699
ELECTRON MICROSCOPYr_gen_planes_other0.0020.022490
ELECTRON MICROSCOPYr_nbd_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_nbd_other
ELECTRON MICROSCOPYr_nbtor_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_nbtor_other
ELECTRON MICROSCOPYr_xyhbond_nbd_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_xyhbond_nbd_other
ELECTRON MICROSCOPYr_metal_ion_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_metal_ion_other
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_vdw_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_vdw_other
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_hbond_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_hbond_other
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_metal_ion_refined
ELECTRON MICROSCOPYr_symmetry_metal_ion_other
ELECTRON MICROSCOPYr_mcbond_it8.8918.3393487
ELECTRON MICROSCOPYr_mcbond_other8.8818.3393486
ELECTRON MICROSCOPYr_mcangle_it14.23312.4764336
ELECTRON MICROSCOPYr_mcangle_other14.23412.4784337
ELECTRON MICROSCOPYr_scbond_it10.51613.1537200
ELECTRON MICROSCOPYr_scbond_other10.51613.157199
ELECTRON MICROSCOPYr_scangle_it
ELECTRON MICROSCOPYr_scangle_other17.73219.72110819
ELECTRON MICROSCOPYr_long_range_B_refined37.93255141
ELECTRON MICROSCOPYr_long_range_B_other37.93255140
ELECTRON MICROSCOPYr_rigid_bond_restr
ELECTRON MICROSCOPYr_sphericity_free
ELECTRON MICROSCOPYr_sphericity_bonded
LS精密化 シェル解像度: 3→3.078 Å / Total num. of bins used: 20
Rfactor反射数%反射
Rfree0 0 -
Rwork0.2648 5499 -
obs--100 %

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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)

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  • 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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