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- PDB-9w7t: SuperFi Cas9 - 20nt sgRNA - DNA ternary complex Class B -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 9w7t
タイトルSuperFi Cas9 - 20nt sgRNA - DNA ternary complex Class B
要素
  • (DNA (50-MER)) x 2
  • CRISPR-associated endonuclease Cas9/Csn1
  • RNA (100-MER)
キーワードIMMUNE SYSTEM / Complex / cas / SuperFi cas9
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 serotype M1 (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: 3.91 Å
データ登録者Zheng, R. / Ma, L.J.
資金援助1件
組織認可番号国
Not funded
引用ジャーナル: Nat Struct Mol Biol / 年: 2026
タイトル: Improving the efficiency of high-fidelity Cas9 by enhancing PAM-distal interactions.
著者: Rong Zheng / Zhike Lu / Rongwei Wei / Young-Cheul Shin / Jiang Du / Qingfeng Zhang / Jianbo Li / Xiaoqi Wang / Yi Wei / Botao Liu / Yang Chen / Lihong Ding / Heng Zhang / Hui Chen / Jing Huang / Lijia Ma /
要旨: Engineering CRISPR enzymes for high fidelity often impairs cleavage activity. Meanwhile, a mechanistic understanding of why high-fidelity mutations reduce Cas9's cleavage activity remains unclear, ...Engineering CRISPR enzymes for high fidelity often impairs cleavage activity. Meanwhile, a mechanistic understanding of why high-fidelity mutations reduce Cas9's cleavage activity remains unclear, presenting a challenge in balancing nuclease specificity and efficiency for clinical applications. In this study, we show that extending the spacer region to 21 or 22 nucleotides restores the impaired cleavage activity of SuperFi-Cas9, a high-fidelity Cas9 variant with 7 mutations in the RuvC domain at the protospacer adjacent motif (PAM)-distal region. Cryo-electron microscopy structures and mutational analyses reveal that the negatively charged mutations in a protruding loop of the RuvC domain create repulsive forces that destabilize the nuclease-single guide (sg)RNA-DNA complex. Spacer extension enhances interactions in the PAM-distal region, effectively restoring cleavage activity and balancing editing efficiency with specificity. In addition, we develop a deep learning model, AIdit-SuperFi, to predict optimal sgRNA length for high-fidelity genome editing. Our findings introduce a straightforward strategy to enhance CRISPR complex stability and provide mechanistic insights into the impaired cleavage activity of engineered high-fidelity Cas9, presenting a pathway toward precise and efficient genome editing and clinical translation of CRISPR technologies.
履歴
登録2025年8月6日登録サイト: PDBJ / 処理サイト: PDBC
改定 1.02025年12月31日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年12月31日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年12月31日Data content type: FSC / Data content type: FSC / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年12月31日Data content type: Half map / Part number: 1 / Data content type: Half map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年12月31日Data content type: Half map / Part number: 2 / Data content type: Half map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年12月31日Data content type: Image / Data content type: Image / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年12月31日Data content type: Mask / Part number: 1 / Data content type: Mask / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.02025年12月31日Data content type: Primary map / Data content type: Primary map / Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12026年3月25日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation / em_admin
Item: _citation.country / _citation.journal_abbrev ..._citation.country / _citation.journal_abbrev / _citation.journal_id_CSD / _citation.journal_id_ISSN / _citation.pdbx_database_id_DOI / _citation.title / _citation.year / _em_admin.last_update
改定 1.12026年3月25日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / EM metadata / Group: Database references / Experimental summary / Data content type: EM metadata / EM metadata / カテゴリ: citation / em_admin
Data content type: EM metadata / EM metadata ...EM metadata / EM metadata / EM metadata / EM metadata / EM metadata / EM metadata / EM metadata / EM metadata
Item: _citation.country / _citation.journal_abbrev ..._citation.country / _citation.journal_abbrev / _citation.journal_id_CSD / _citation.journal_id_ISSN / _citation.pdbx_database_id_DOI / _citation.title / _citation.year / _em_admin.last_update
改定 1.22026年4月1日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation / citation_author / em_admin
Item: _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _em_admin.last_update
改定 1.22026年4月1日Data content type: EM metadata / Data content type: EM metadata / EM metadata / Group: Database references / Experimental summary / Data content type: EM metadata / EM metadata / EM metadata / カテゴリ: citation / citation_author / em_admin / Data content type: EM metadata / EM metadata / EM metadata
Item: _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _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/Csn1
B: DNA (50-MER)
C: DNA (50-MER)
D: RNA (100-MER)


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)221,4944
ポリマ－221,4944
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/Csn1 / SpCas9 / SpyCas9


分子量: 158502.375 Da / 分子数: 1 / 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: DNA鎖 DNA (50-MER)


分子量: 15438.878 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) synthetic construct (人工物)
#3: DNA鎖 DNA (50-MER)


分子量: 15371.812 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) synthetic construct (人工物)
#4: RNA鎖 RNA (100-MER)


分子量: 32181.078 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) synthetic construct (人工物)
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: SuperFi Cas9 - 20nt sgRNA - DNA ternary complex Class B
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: 7.4
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
1150 mMNaClNaCl1
220 mMHEPES pH7.4C8H18N2O4S1
310 mMMgCl2MgCl21
40.5 mMTCEPC9H15O6P1
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: TFS KRIOS
電子銃電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 300 kV / 照射モード: OTHER
電子レンズモード: OTHER / 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
撮影電子線照射量: 1.5625 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON IV (4k x 4k)

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解析

EMソフトウェア
ID名称カテゴリ
1EPU粒子像選択
13cryoSPARC３次元再構成
画像処理詳細: SuperFi Cas9 - 20nt sgRNA - DNA ternary complex Class B
CTF補正タイプ: NONE
3次元再構成解像度: 3.91 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 25893 / 対称性のタイプ: POINT
精密化最高解像度: 3.91 Å
立体化学のターゲット値: REAL-SPACE (WEIGHTED MAP SUM AT ATOM CENTERS)
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00211756
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.41116509
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d18.3332995
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0331904
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0031565

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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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