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- PDB-7z4j: SpCas9 bound to 18-nucleotide complementary DNA substrate in the ... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 7z4j
タイトルSpCas9 bound to 18-nucleotide complementary DNA substrate in the catalytic state
要素
  • (Target strand of 18-nucleotide complementary DNA substrate, PAM- ...) x 2
  • CRISPR-associated endonuclease Cas9/Csn1
  • Non-target strand of 18-nucleotide complementary DNA substrate
  • sgRNA
キーワードHYDROLASE / CRISPR / Cas9 / R-loop / substrate binding / off-target
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, bridge helix / Bridge helix of CRISPR-associated endonuclease Cas9 / CRISPR-associated endonuclease Cas9, PAM-interacting domain / CRISPR-associated endonuclease Cas9, REC lobe / REC lobe 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, bridge helix / Bridge helix of CRISPR-associated endonuclease Cas9 / CRISPR-associated endonuclease Cas9, PAM-interacting domain / CRISPR-associated endonuclease Cas9, REC lobe / REC lobe 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 (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: 2.99 Å
データ登録者Pacesa, M. / Jinek, M.
資金援助 スイス, 1件
組織認可番号国
Swiss National Science Foundation31003A_182567 スイス
引用ジャーナル: Nature / 年: 2022
タイトル: R-loop formation and conformational activation mechanisms of Cas9.
著者: Martin Pacesa / Luuk Loeff / Irma Querques / Lena M Muckenfuss / Marta Sawicka / Martin Jinek /
要旨: Cas9 is a CRISPR-associated endonuclease capable of RNA-guided, site-specific DNA cleavage. The programmable activity of Cas9 has been widely utilized for genome editing applications, yet its precise ...Cas9 is a CRISPR-associated endonuclease capable of RNA-guided, site-specific DNA cleavage. The programmable activity of Cas9 has been widely utilized for genome editing applications, yet its precise mechanisms of target DNA binding and off-target discrimination remain incompletely understood. Here we report a series of cryo-electron microscopy structures of Streptococcus pyogenes Cas9 capturing the directional process of target DNA hybridization. In the early phase of R-loop formation, the Cas9 REC2 and REC3 domains form a positively charged cleft that accommodates the distal end of the target DNA duplex. Guide-target hybridization past the seed region induces rearrangements of the REC2 and REC3 domains and relocation of the HNH nuclease domain to assume a catalytically incompetent checkpoint conformation. Completion of the guide-target heteroduplex triggers conformational activation of the HNH nuclease domain, enabled by distortion of the guide-target heteroduplex, and complementary REC2 and REC3 domain rearrangements. Together, these results establish a structural framework for target DNA-dependent activation of Cas9 that sheds light on its conformational checkpoint mechanism and may facilitate the development of novel Cas9 variants and guide RNA designs with enhanced specificity and activity.
履歴
登録2022年3月3日登録サイト: PDBE / 処理サイト: PDBE
改定 1.02022年8月31日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02022年8月31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31日Data content type: FSC / Data content type: FSC / Provider: repository / タイプ: Initial release
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改定 1.02022年8月31日Data content type: Primary map / Data content type: Primary map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12022年9月7日Group: Database references / カテゴリ: citation / citation_author
Item: _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation_author.identifier_ORCID
改定 1.22022年9月14日Group: Database references / カテゴリ: citation
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last
改定 1.32024年7月17日Group: Data collection / カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond / em_admin / Item: _em_admin.last_update
改定 1.42025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 / _pdbx_entry_details.has_protein_modification
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
A: sgRNA
c: Target strand of 18-nucleotide complementary DNA substrate, PAM-proximal end
C: Target strand of 18-nucleotide complementary DNA substrate, PAM-distal end
D: Non-target strand of 18-nucleotide complementary DNA substrate
B: CRISPR-associated endonuclease Cas9/Csn1
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)219,1189
ポリマ－219,0215
非ポリマー974
水1448
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

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Target strand of 18-nucleotide complementary DNA substrate, PAM- ... , 2種, 2分子 cC

#2: DNA鎖 Target strand of 18-nucleotide complementary DNA substrate, PAM-proximal end


分子量: 3967.585 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 of 18-nucleotide complementary DNA substrate, PAM-distal end


分子量: 9780.272 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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RNA鎖 / DNA鎖 / タンパク質 , 3種, 3分子 ADB

#1: RNA鎖 sgRNA


分子量: 33005.641 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 of 18-nucleotide complementary DNA substrate


分子量: 13567.769 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) synthetic construct (人工物)
#5: 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

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非ポリマー , 2種, 12分子

#6: 化合物
ChemComp-MG / MAGNESIUM ION


分子量: 24.305 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 合成 / 式: Mg
#7: 水 ChemComp-HOH / water


分子量: 18.015 Da / 分子数: 8 / 由来タイプ: 天然 / 式: H2O

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詳細

研究の焦点であるリガンドがあるかN
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 SpCas9-sgRNA bound to a 18-nucleotide complementary DNA substrate in the catalytic state
タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#5 / 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: 7.5
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-PROPANE / 湿度: 100 % / 凍結前の試料温度: 293.15 K

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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 / 最大 デフォーカス（公称値）: 2400 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1000 nm / Cs: 2.7 mm
撮影電子線照射量: 64.2 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: 1.20.1_4487: / 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: 2.99 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 68772 / 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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