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基本情報
登録情報 | データベース: PDB / ID: 7tra | ||||||||||||
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タイトル | Cascade complex from type I-A CRISPR-Cas system | ||||||||||||
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![]() | RNA BINDING PROTEIN / CRISPR / cascade / Cas3 / type I-A / genome editing / DNA targeting | ||||||||||||
機能・相同性 | ![]() exonuclease activity / endonuclease activity / defense response to virus / nucleic acid binding / RNA helicase activity / 加水分解酵素; エステル加水分解酵素 / hydrolase activity / ATP binding / metal ion binding / cytosol 類似検索 - 分子機能 | ||||||||||||
生物種 | ![]() ![]() ![]() ![]() | ||||||||||||
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 | ||||||||||||
![]() | Hu, C. / Ni, D. / Nam, K.H. / Majumdar, S. / McLean, J. / Stahlberg, H. / Terns, M. / Ke, A. | ||||||||||||
資金援助 | ![]() ![]()
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![]() | ![]() タイトル: Allosteric control of type I-A CRISPR-Cas3 complexes and establishment as effective nucleic acid detection and human genome editing tools. 著者: Chunyi Hu / Dongchun Ni / Ki Hyun Nam / Sonali Majumdar / Justin McLean / Henning Stahlberg / Michael P Terns / Ailong Ke / ![]() ![]() ![]() 要旨: Type I CRISPR-Cas systems typically rely on a two-step process to degrade DNA. First, an RNA-guided complex named Cascade identifies the complementary DNA target. The helicase-nuclease fusion enzyme ...Type I CRISPR-Cas systems typically rely on a two-step process to degrade DNA. First, an RNA-guided complex named Cascade identifies the complementary DNA target. The helicase-nuclease fusion enzyme Cas3 is then recruited in trans for processive DNA degradation. Contrary to this model, here, we show that type I-A Cascade and Cas3 function as an integral effector complex. We provide four cryoelectron microscopy (cryo-EM) snapshots of the Pyrococcus furiosus (Pfu) type I-A effector complex in different stages of DNA recognition and degradation. The HD nuclease of Cas3 is autoinhibited inside the effector complex. It is only allosterically activated upon full R-loop formation, when the entire targeted region has been validated by the RNA guide. The mechanistic insights inspired us to convert Pfu Cascade-Cas3 into a high-sensitivity, low-background, and temperature-activated nucleic acid detection tool. Moreover, Pfu CRISPR-Cas3 shows robust bi-directional deletion-editing activity in human cells, which could find usage in allele-specific inactivation of disease-causing mutations. | ||||||||||||
履歴 |
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構造の表示
構造ビューア | 分子: ![]() ![]() |
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ダウンロードとリンク
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ダウンロード
PDBx/mmCIF形式 | ![]() | 757.3 KB | 表示 | ![]() |
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PDB形式 | ![]() | 表示 | ![]() | |
PDBx/mmJSON形式 | ![]() | ツリー表示 | ![]() | |
その他 | ![]() |
-検証レポート
アーカイブディレクトリ | ![]() ![]() | HTTPS FTP |
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-関連構造データ
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リンク
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集合体
登録構造単位 | ![]()
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1 |
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要素
-CRISPR-associated ... , 2種, 2分子 AQ
#1: タンパク質 | 分子量: 61412.555 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 由来: (組換発現) ![]() ![]() 株: ATCC 43587 / DSM 3638 / JCM 8422 / Vc1 / 遺伝子: cas3, PFDSM3638_03195 / 発現宿主: ![]() ![]() |
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#6: タンパク質 | 分子量: 24778.203 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 由来: (組換発現) ![]() ![]() 株: ATCC 43587 / DSM 3638 / JCM 8422 / Vc1 / 遺伝子: cas3, cas3'', PF0639 / 発現宿主: ![]() ![]() 参照: UniProt: Q8U336, 加水分解酵素; エステル加水分解酵素 |
-タンパク質 , 4種, 14分子 BCDEFGHIJKLMNO
#2: タンパク質 | 分子量: 38800.719 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 由来: (組換発現) ![]() ![]() 株: ATCC 43587 / DSM 3638 / JCM 8422 / Vc1 / 遺伝子: PF0637 / 発現宿主: ![]() ![]() | ||||
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#3: タンパク質 | 分子量: 12208.933 Da / 分子数: 5 / 由来タイプ: 組換発現 由来: (組換発現) ![]() ![]() 株: ATCC 43587 / DSM 3638 / JCM 8422 / Vc1 / 遺伝子: PF0643 / 発現宿主: ![]() ![]() #4: タンパク質 | 分子量: 36989.148 Da / 分子数: 7 / 由来タイプ: 組換発現 由来: (組換発現) ![]() ![]() 株: ATCC 43587 / DSM 3638 / JCM 8422 / Vc1 / 遺伝子: PF0642 / 発現宿主: ![]() ![]() #5: タンパク質 | | 分子量: 29147.219 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 由来: (組換発現) ![]() ![]() 株: ATCC 43587 / DSM 3638 / JCM 8422 / Vc1 / 遺伝子: cas5a, PFDSM3638_03200 / 発現宿主: ![]() ![]() |
-DNA鎖 , 2種, 2分子 ST
#8: DNA鎖 | 分子量: 13692.797 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) ![]() ![]() |
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#9: DNA鎖 | 分子量: 7727.109 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) ![]() ![]() |
-RNA鎖 / 非ポリマー , 2種, 3分子 R![](data/chem/img/NI.gif)
![](data/chem/img/NI.gif)
#10: 化合物 | #7: RNA鎖 | | 分子量: 14028.332 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) ![]() ![]() |
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-詳細
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
-実験
実験 | 手法: 電子顕微鏡法 |
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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: full R-loop state of Cas3-Cascade complex from Pyrococcus furiosus type I-A CRISPR/Cas system タイプ: COMPLEX / 詳細: full R-loop state / Entity ID: #1-#9 / 由来: MULTIPLE SOURCES | ||||||||||||
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分子量 | 値: 0.45 MDa / 実験値: YES | ||||||||||||
由来(天然) |
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由来(組換発現) | 生物種: ![]() ![]() | ||||||||||||
緩衝液 | pH: 7.5 | ||||||||||||
緩衝液成分 | 濃度: 150 mM / 名称: sodium chloride / 式: NaCl | ||||||||||||
試料 | 濃度: 1 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES | ||||||||||||
試料支持 | グリッドの材料: COPPER / グリッドのサイズ: 200 divisions/in. / グリッドのタイプ: Quantifoil R1.2/1.3 | ||||||||||||
急速凍結 | 装置: FEI VITROBOT MARK IV / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 100 % / 凍結前の試料温度: 298 K / 詳細: 6 seconds |
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電子顕微鏡撮影
顕微鏡 | モデル: TFS TALOS |
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電子銃 | 電子線源: ![]() |
電子レンズ | モード: DIFFRACTION / 最大 デフォーカス(公称値): 2500 nm / 最小 デフォーカス(公称値): 1500 nm / Calibrated defocus min: 1000 nm / Cs: 2.7 mm / C2レンズ絞り径: 100 µm |
撮影 | 平均露光時間: 2.5 sec. / 電子線照射量: 50 e/Å2 フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k) 実像数: 1209 |
電子光学装置 | 位相板: VOLTA PHASE PLATE |
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解析
ソフトウェア | 名称: PHENIX / バージョン: 1.19.2_4158: / 分類: 精密化 | ||||||||||||||||||||||||
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EMソフトウェア |
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画像処理 | 詳細: full R-loop state of type I-A CRISPR/cas complex | ||||||||||||||||||||||||
CTF補正 | タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION | ||||||||||||||||||||||||
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: 44773 / 対称性のタイプ: POINT | ||||||||||||||||||||||||
原子モデル構築 | プロトコル: OTHER | ||||||||||||||||||||||||
拘束条件 |
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