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万見
- PDB-8uza: Cryo-EM structure of GeoCas9 in complex with sgRNA and target DNA -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8uza
タイトルCryo-EM structure of GeoCas9 in complex with sgRNA and target DNA
要素
  • CRISPR-associated endonuclease Cas9
  • Non-target strand DNA
  • Target strand DNA
  • sgRNA (107-MER)
キーワードHYDROLASE/RNA/DNA / RNA-guided DNA endonuclease / ternary complex / CRISPR / hydrolase / HYDROLASE-RNA-DNA complex
機能・相同性
機能・相同性情報


maintenance of CRISPR repeat elements / 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
Cas9, alpha-helical lobe domain / Cas9 alpha-helical lobe domain / RuvC endonuclease subdomain 3 / RuvC endonuclease subdomain 3 / 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) / RNA (> 100) / CRISPR-associated endonuclease Cas9
類似検索 - 構成要素
生物種Geobacillus stearothermophilus (バクテリア)
Mus musculus (ハツカネズミ)
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: 3.17 Å
データ登録者Eggers, A.R. / Soczek, K.M. / Tuck, O.T. / Doudna, J.A.
資金援助 米国, 1件
組織認可番号国
National Institutes of Health/National Institute Of Allergy and Infectious Diseases (NIH/NIAID)AI171110 米国
引用ジャーナル: Cell / 年: 2024
タイトル: Rapid DNA unwinding accelerates genome editing by engineered CRISPR-Cas9.
著者: Amy R Eggers / Kai Chen / Katarzyna M Soczek / Owen T Tuck / Erin E Doherty / Bryant Xu / Marena I Trinidad / Brittney W Thornton / Peter H Yoon / Jennifer A Doudna /
要旨: Thermostable clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR) and CRISPR-associated (Cas9) enzymes could improve genome-editing efficiency and delivery due to extended protein ...Thermostable clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR) and CRISPR-associated (Cas9) enzymes could improve genome-editing efficiency and delivery due to extended protein lifetimes. However, initial experimentation demonstrated Geobacillus stearothermophilus Cas9 (GeoCas9) to be virtually inactive when used in cultured human cells. Laboratory-evolved variants of GeoCas9 overcome this natural limitation by acquiring mutations in the wedge (WED) domain that produce >100-fold-higher genome-editing levels. Cryoelectron microscopy (cryo-EM) structures of the wild-type and improved GeoCas9 (iGeoCas9) enzymes reveal extended contacts between the WED domain of iGeoCas9 and DNA substrates. Biochemical analysis shows that iGeoCas9 accelerates DNA unwinding to capture substrates under the magnesium-restricted conditions typical of mammalian but not bacterial cells. These findings enabled rational engineering of other Cas9 orthologs to enhance genome-editing levels, pointing to a general strategy for editing enzyme improvement. Together, these results uncover a new role for the Cas9 WED domain in DNA unwinding and demonstrate how accelerated target unwinding dramatically improves Cas9-induced genome-editing activity.
履歴
登録2023年11月14日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02024年5月29日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12024年6月5日Group: Database references / カテゴリ: citation / citation_author
Item: _citation.journal_abbrev / _citation.journal_id_CSD ..._citation.journal_abbrev / _citation.journal_id_CSD / _citation.journal_id_ISSN / _citation.pdbx_database_id_DOI / _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation.year
改定 1.22024年7月3日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation / em_admin
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first / _em_admin.last_update

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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: CRISPR-associated endonuclease Cas9
B: sgRNA (107-MER)
C: Target strand DNA
D: Non-target strand DNA


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)202,9474
ポリマ－202,9474
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, not applicable
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


分子量: 127043.883 Da / 分子数: 1 / 変異: H582A, D8A / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Geobacillus stearothermophilus (バクテリア)
遺伝子: cas9 / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: A0A150MP45
#2: RNA鎖 sgRNA (107-MER)


分子量: 44488.117 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成
由来: (合成) Geobacillus stearothermophilus (バクテリア)
#3: DNA鎖 Target strand DNA


分子量: 15797.221 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) Mus musculus (ハツカネズミ)
#4: DNA鎖 Non-target strand DNA


分子量: 15618.021 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) Mus musculus (ハツカネズミ)

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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 deactivated wild type GeoCas9 with sgRNA and target DNA
タイプ: COMPLEX / Entity ID: all / 由来: MULTIPLE SOURCES
分子量値: 0.203 MDa / 実験値: NO
由来(天然)生物種: Geobacillus stearothermophilus (バクテリア)
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli (大腸菌) / 株: BL21(DE3)
緩衝液pH: 7.5
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
120 mMtrisC4H11NO31
2100 mMpotassium chlorideKCl1
31 mMTCEPC9H15O6P1
40.25 %glycerolC3H8O31
試料包埋: 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: GOLD / グリッドのサイズ: 300 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: 281 K

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電子顕微鏡撮影

実験機器
モデル: Talos Arctica / 画像提供: FEI Company
顕微鏡モデル: FEI TALOS ARCTICA
電子銃電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 200 kV / 照射モード: OTHER
電子レンズモード: BRIGHT FIELD / 最大 デフォーカス（公称値）: 2000 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 800 nm
撮影電子線照射量: 50 e/Å2 / フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k)

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解析

EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ詳細
1cryoSPARC4.2.1粒子像選択
2SerialEM4.0.10画像取得
4cryoSPARC4.2.1CTF補正patch ctf
7Coot0.9.8.7モデルフィッティング
9cryoSPARC4.2.1初期オイラー角割当
10cryoSPARC4.2.1最終オイラー角割当
11cryoSPARC4.2.1分類
12cryoSPARC4.2.1３次元再構成
19PHENIX1.19.2-4158モデル精密化
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: 3.17 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 117726 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築プロトコル: OTHER / 空間: REAL
原子モデル構築
ID 3D fitting-ID詳細Source nameタイプ
11v1.4.0AlphaFoldin silico model
21ModelAngelo v1.0.1Otherin silico model

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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://pdbjlvh1.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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