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万見
- PDB-7v59: Cryo-EM structure of spyCas9-sgRNA-DNA dimer -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 7v59
タイトルCryo-EM structure of spyCas9-sgRNA-DNA dimer
要素
  • CRISPR-associated endonuclease Cas9/Csn1
  • DNA (49-MER)
  • RNA (115-MER)
キーワードRNA BINDING PROTEIN/RNA/DNA / Complex / RNA BINDING PROTEIN / RNA BINDING PROTEIN-RNA-DNA 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 / HNH endonuclease / CRISPR-associated endonuclease Cas9 ...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 / HNH endonuclease / CRISPR-associated endonuclease Cas9 / 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) / RNA (> 100) / CRISPR-associated endonuclease Cas9/Csn1
類似検索 - 構成要素
生物種Streptococcus pyogenes serotype M1 (化膿レンサ球菌)
Streptococcus pyogenes (化膿レンサ球菌)
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: 5.26 Å
データ登録者Liu, J. / Deng, P.
資金援助 中国, 2件
組織認可番号国
Other governmentTsinghua-Peking Joint Center for Life Sciences 中国
Other governmentBeijing Advanced Innovation Center for Structural Biology 中国
引用ジャーナル: Chem Sci / 年: 2021
タイトル: Nonspecific interactions between SpCas9 and dsDNA sites located downstream of the PAM mediate facilitated diffusion to accelerate target search.
著者: Mengyi Yang / Ruirui Sun / Pujuan Deng / Yuzhuo Yang / Wenjuan Wang / Jun-Jie Gogo Liu / Chunlai Chen /
要旨: RNA-guided Cas9 (SpCas9) is a sequence-specific DNA endonuclease that works as one of the most powerful genetic editing tools. However, how Cas9 locates its target among huge amounts of dsDNAs ...RNA-guided Cas9 (SpCas9) is a sequence-specific DNA endonuclease that works as one of the most powerful genetic editing tools. However, how Cas9 locates its target among huge amounts of dsDNAs remains elusive. Here, combining biochemical and single-molecule fluorescence assays, we revealed that Cas9 uses both three-dimensional and one-dimensional diffusion to find its target with high efficiency. We further observed surprising apparent asymmetric target search regions flanking PAM sites on dsDNA under physiological salt conditions, which accelerates the target search efficiency of Cas9 by ∼10-fold. Illustrated by a cryo-EM structure of the Cas9/sgRNA/dsDNA dimer, non-specific interactions between DNA ∼8 bp downstream of the PAM site and lysines within residues 1151-1156 of Cas9, especially lys1153, are the key elements to mediate the one-dimensional diffusion of Cas9 and cause asymmetric target search regions flanking the PAM. Disrupting these non-specific interactions, such as mutating these lysines to alanines, diminishes the contribution of one-dimensional diffusion and reduces the target search rate by several times. In addition, low ionic concentrations or mutations on PAM recognition residues that modulate interactions between Cas9 and dsDNA alter apparent asymmetric target search behaviors. Together, our results reveal a unique searching mechanism of Cas9 under physiological salt conditions, and provide important guidance for both and applications of Cas9.
履歴
登録2021年8月16日登録サイト: PDBJ / 処理サイト: PDBJ
改定 1.02022年8月17日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02022年8月17日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02022年8月17日Data content type: Image / Data content type: Image / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02022年8月17日Data content type: Primary map / Data content type: Primary map / Provider: repository / タイプ: Initial release
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改定 1.02022年8月17日Data content type: Image / Data content type: Image / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02022年8月17日Data content type: Primary map / Data content type: Primary map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12023年3月1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_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12日Group: Data collection / カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond
改定 1.32025年7月2日Group: Data collection / Structure summary / カテゴリ: em_admin / em_software / pdbx_entry_details / Item: _em_admin.last_update / _em_software.name
改定 1.12025年7月2日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / EM metadata / Group: Data processing / Experimental summary / Data content type: EM metadata / EM metadata / カテゴリ: em_admin / em_software / Data content type: EM metadata / EM metadata / Item: _em_admin.last_update / _em_software.name

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構造の表示

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
B: CRISPR-associated endonuclease Cas9/Csn1
E: CRISPR-associated endonuclease Cas9/Csn1
C: RNA (115-MER)
D: DNA (49-MER)
G: RNA (115-MER)
H: DNA (49-MER)


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)420,5786
ポリマ－420,5786
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
  • 根拠: 電子顕微鏡法
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: 158111.234 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Streptococcus pyogenes serotype M1 (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 RNA (115-MER)


分子量: 37137.090 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成
由来: (合成) Streptococcus pyogenes (化膿レンサ球菌)
#3: DNA鎖 DNA (49-MER)


分子量: 15040.633 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成
由来: (合成) Streptococcus pyogenes (化膿レンサ球菌)
Has protein modificationN

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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: Ternary complex of spyCas9 with sgRNA and DNA / タイプ: COMPLEX / Entity ID: all / 由来: RECOMBINANT
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: 7.5
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: 53 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: 1.14_3260: / 分類: 精密化
EMソフトウェア名称: PHENIX / カテゴリ: モデル精密化
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
3次元再構成解像度: 5.26 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 150080 / 対称性のタイプ: POINT

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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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