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- PDB-7s4u: Cryo-EM structure of Cas9 in complex with 12-14MM DNA substrate, ... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 7s4u
タイトルCryo-EM structure of Cas9 in complex with 12-14MM DNA substrate, 5 minute time-point
要素
  • CRISPR-associated endonuclease Cas9/Csn1
  • Non-target strand
  • Target strand
  • gRNA
キーワードIMMUNE SYSTEM/DNA/RNA / Cas9 / Mismatch / IMMUNE SYSTEM-DNA-RNA complex
機能・相同性
機能・相同性情報


maintenance of CRISPR repeat elements / 3'-5' exonuclease activity / DNA 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
CRISPR-associated endonuclease Cas9, PAM-interacting domain / CRISPR-associated endonuclease Cas9, bridge helix / CRISPR-associated endonuclease Cas9, REC lobe / REC lobe of CRISPR-associated endonuclease Cas9 / Bridge helix of CRISPR-associated endonuclease Cas9 / PAM-interacting domain of CRISPR-associated endonuclease Cas9 / Cas9 RuvC domain / CRISPR-associated endonuclease Cas9 / HNH endonuclease / Cas9-type HNH domain ...CRISPR-associated endonuclease Cas9, PAM-interacting domain / CRISPR-associated endonuclease Cas9, bridge helix / CRISPR-associated endonuclease Cas9, REC lobe / REC lobe of CRISPR-associated endonuclease Cas9 / Bridge helix of CRISPR-associated endonuclease Cas9 / PAM-interacting domain of CRISPR-associated endonuclease Cas9 / Cas9 RuvC domain / CRISPR-associated endonuclease Cas9 / HNH endonuclease / Cas9-type HNH domain / Cas9-type HNH domain profile. / HNH nuclease / Ribonuclease H superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
DNA / DNA (> 10) / RNA / RNA (> 10) / CRISPR-associated endonuclease Cas9/Csn1
類似検索 - 構成要素
生物種Streptococcus pyogenes (化膿レンサ球菌)
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: 3.56 Å
データ登録者Bravo, J.P.K. / Taylor, D.W. / Liu, M.S. / Johnson, K.A.
資金援助 米国, 2件
組織認可番号国
Welch FoundationF-1938 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R35GM138348 米国
引用ジャーナル: Nature / 年: 2022
タイトル: Structural basis for mismatch surveillance by CRISPR-Cas9.
著者: Jack P K Bravo / Mu-Sen Liu / Grace N Hibshman / Tyler L Dangerfield / Kyungseok Jung / Ryan S McCool / Kenneth A Johnson / David W Taylor /
要旨: CRISPR-Cas9 as a programmable genome editing tool is hindered by off-target DNA cleavage, and the underlying mechanisms by which Cas9 recognizes mismatches are poorly understood. Although Cas9 ...CRISPR-Cas9 as a programmable genome editing tool is hindered by off-target DNA cleavage, and the underlying mechanisms by which Cas9 recognizes mismatches are poorly understood. Although Cas9 variants with greater discrimination against mismatches have been designed, these suffer from substantially reduced rates of on-target DNA cleavage. Here we used kinetics-guided cryo-electron microscopy to determine the structure of Cas9 at different stages of mismatch cleavage. We observed a distinct, linear conformation of the guide RNA-DNA duplex formed in the presence of mismatches, which prevents Cas9 activation. Although the canonical kinked guide RNA-DNA duplex conformation facilitates DNA cleavage, we observe that substrates that contain mismatches distal to the protospacer adjacent motif are stabilized by reorganization of a loop in the RuvC domain. Mutagenesis of mismatch-stabilizing residues reduces off-target DNA cleavage but maintains rapid on-target DNA cleavage. By targeting regions that are exclusively involved in mismatch tolerance, we provide a proof of concept for the design of next-generation high-fidelity Cas9 variants.
履歴
登録2021年9月9日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02022年3月2日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12022年3月23日Group: Database references / カテゴリ: citation / citation_author
Item: _citation.country / _citation.journal_abbrev ..._citation.country / _citation.journal_abbrev / _citation.journal_id_ASTM / _citation.journal_id_CSD / _citation.journal_id_ISSN / _citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last / _citation.pdbx_database_id_DOI / _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation.year
改定 1.22024年6月5日Group: Data collection / カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond

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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-24833
  • 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 endonuclease Cas9/Csn1
B: gRNA
C: Target strand
D: Non-target strand


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)206,3034
ポリマ－206,3034
非ポリマー00
水00
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551

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要素

#1: タンパク質 CRISPR-associated endonuclease Cas9/Csn1 / SpCas9 / SpyCas9


分子量: 158699.844 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Streptococcus pyogenes (化膿レンサ球菌)
遺伝子: cas9, csn1, SPy_1046 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌)
参照: UniProt: Q99ZW2, 加水分解酵素; エステル加水分解酵素
#2: RNA鎖 gRNA


分子量: 31357.697 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) synthetic construct (人工物)
#3: DNA鎖 Target strand


分子量: 10985.047 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) synthetic construct (人工物)
#4: DNA鎖 Non-target strand


分子量: 5260.436 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) synthetic construct (人工物)

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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

構成要素名称: SARS-CoV-2 RdRp complex with template:primer and four RMP
タイプ: COMPLEX / Entity ID: all / 由来: MULTIPLE SOURCES
分子量実験値: NO
由来(天然)生物種: Streptococcus pyogenes (化膿レンサ球菌)
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
緩衝液pH: 7
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: FLOOD BEAM
電子レンズモード: BRIGHT FIELD
撮影電子線照射量: 80 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: PHENIX / バージョン: 1.18.2_3874: / 分類: 精密化
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
3次元再構成解像度: 3.56 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 376601 / 対称性のタイプ: POINT
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00412449
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.72217427
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d25.9352798
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0412022
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0041701

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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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