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万見
- EMDB-8749: cryo-EM structure of the Cas9-sgRNA-AcrIIA4 anti-CRISPR complex -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-8749
タイトルcryo-EM structure of the Cas9-sgRNA-AcrIIA4 anti-CRISPR complex
マップデータCas9- sgRNA-AcrIIA4 anti-CRISPR complex
試料
  • 複合体: the complex of Streptococcus progenies Cas9 with sgRNA and AcrIIA4
    • 複合体: Streptococcus pyogenes M1 GAS
      • RNA: single guide RNA (116-MER)
      • タンパク質・ペプチド: CRISPR-associated endonuclease Cas9
    • 複合体: unidentified phage
      • タンパク質・ペプチド: phage anti-CRISPR AcrIIA4
キーワードanti-CRISPR / Cas9 (Cas9) / CRISPR (CRISPR) / gene editing / on-target / off-target (抗標的) / cryo-EM (低温電子顕微鏡法) / Immune System-RNA complex (免疫系)
機能・相同性
機能・相同性情報


symbiont-mediated suppression of host CRISPR-cas system / 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 / CRISPR-associated endonuclease Cas9 / HNH endonuclease / Cas9-type HNH domain / Cas9-type HNH domain profile. ...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 / 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
: / phage anti-CRISPR AcrIIA4 / CRISPR-associated endonuclease Cas9/Csn1
類似検索 - 構成要素
生物種Streptococcus pyogenes M1 GAS (化膿レンサ球菌) / unidentified phage (ファージ)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.9 Å
データ登録者Jiang F / Liu JJ
資金援助 米国, 1件
OrganizationGrant number国
Howard Hughes Medical Institute (HHMI) 米国
引用ジャーナル: Sci Adv / 年: 2017
タイトル: Disabling Cas9 by an anti-CRISPR DNA mimic.
著者: Jiyung Shin / Fuguo Jiang / Jun-Jie Liu / Nicolas L Bray / Benjamin J Rauch / Seung Hyun Baik / Eva Nogales / Joseph Bondy-Denomy / Jacob E Corn / Jennifer A Doudna /
要旨: CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats)-Cas9 gene editing technology is derived from a microbial adaptive immune system, where bacteriophages are often the intended target. ...CRISPR (clustered regularly interspaced short palindromic repeats)-Cas9 gene editing technology is derived from a microbial adaptive immune system, where bacteriophages are often the intended target. Natural inhibitors of CRISPR-Cas9 enable phages to evade immunity and show promise in controlling Cas9-mediated gene editing in human cells. However, the mechanism of CRISPR-Cas9 inhibition is not known, and the potential applications for Cas9 inhibitor proteins in mammalian cells have not been fully established. We show that the anti-CRISPR protein AcrIIA4 binds only to assembled Cas9-single-guide RNA (sgRNA) complexes and not to Cas9 protein alone. A 3.9 Å resolution cryo-electron microscopy structure of the Cas9-sgRNA-AcrIIA4 complex revealed that the surface of AcrIIA4 is highly acidic and binds with a 1:1 stoichiometry to a region of Cas9 that normally engages the DNA protospacer adjacent motif. Consistent with this binding mode, order-of-addition experiments showed that AcrIIA4 interferes with DNA recognition but has no effect on preformed Cas9-sgRNA-DNA complexes. Timed delivery of AcrIIA4 into human cells as either protein or expression plasmid allows on-target Cas9-mediated gene editing while reducing off-target edits. These results provide a mechanistic understanding of AcrIIA4 function and demonstrate that inhibitors can modulate the extent and outcomes of Cas9-mediated gene editing.
履歴
登録2017年5月29日-
ヘッダ(付随情報) 公開2017年7月26日-
マップ公開2017年7月26日-
更新2024年3月13日-
現状2024年3月13日処理サイト: RCSB / 状態: 公開

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構造の表示

ムービー
  • 表面図（断面を密度値に従い着色）
  • 表面レベル: 0.05
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • 表面図（半径に従い着色）
  • 表面レベル: 0.05
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
  • あてはめたモデルとの重ね合わせ
  • 原子モデル: PDB-5vzl
  • 表面レベル: 0.05
  • UCSF Chimeraによる作画
  • ダウンロード
ムービービューア
構造ビューアEMマップ:
SurfViewMolmilJmol/JSmol
添付画像

emd_8749.png

ダウンロードとリンク

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マップ

ファイルダウンロード / ファイル: emd_8749.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 64 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈Cas9- sgRNA-AcrIIA4 anti-CRISPR complex
ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.07 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.05 / ムービー #1: 0.05
最小 - 最大-0.1356536 - 0.21605033
平均 (標準偏差)0.00034119125 (±0.004950442)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ256256256
Spacing256256256
セルA=B=C: 273.92 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z1.071.071.07
M x/y/z256256256
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z273.920273.920273.920
α/β/γ90.00090.00090.000
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS256256256
D min/max/mean-0.1360.2160.000

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添付データ

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試料の構成要素

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全体 : the complex of Streptococcus progenies Cas9 with sgRNA and AcrIIA4

全体名称: the complex of Streptococcus progenies Cas9 with sgRNA and AcrIIA4
要素
  • 複合体: the complex of Streptococcus progenies Cas9 with sgRNA and AcrIIA4
    • 複合体: Streptococcus pyogenes M1 GAS
      • RNA: single guide RNA (116-MER)
      • タンパク質・ペプチド: CRISPR-associated endonuclease Cas9
    • 複合体: unidentified phage
      • タンパク質・ペプチド: phage anti-CRISPR AcrIIA4

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超分子 #1: the complex of Streptococcus progenies Cas9 with sgRNA and AcrIIA4

超分子名称: the complex of Streptococcus progenies Cas9 with sgRNA and AcrIIA4
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: all
由来(天然)生物種: Streptococcus pyogenes M1 GAS (化膿レンサ球菌)

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超分子 #2: Streptococcus pyogenes M1 GAS

超分子名称: Streptococcus pyogenes M1 GAS / タイプ: complex / ID: 2 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #1-#2
由来(天然)生物種: unidentified phage (ファージ)

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超分子 #3: unidentified phage

超分子名称: unidentified phage / タイプ: complex / ID: 3 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #3

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分子 #1: single guide RNA (116-MER)

分子名称: single guide RNA (116-MER) / タイプ: rna / ID: 1 / コピー数: 1
由来(天然)生物種: Streptococcus pyogenes M1 GAS (化膿レンサ球菌)
分子量理論値: 38.292645 KDa
配列文字列:
(GTP)GCGCAUAAA GAUGAGACGC GUUUUAGAGC UAUGCUGUUU UGAAAAAAAC AGCAUAGCAA GUUAAAAUAA GGCUAG UCC GUUAUCAACU UGAAAAAGUG GCACCGAGUC GGUGCUUCG

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分子 #2: CRISPR-associated endonuclease Cas9

分子名称: CRISPR-associated endonuclease Cas9 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
EC番号: 加水分解酵素; エステル加水分解酵素
由来(天然)生物種: Streptococcus pyogenes M1 GAS (化膿レンサ球菌)
分子量理論値: 158.772891 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: SMDKKYSIGL DIGTNSVGWA VITDDYKVPS KKFKVLGNTD RHSIKKNLIG ALLFDSGETA EATRLKRTAR RRYTRRKNRI CYLQEIFSN EMAKVDDSFF HRLEESFLVE EDKKHERHPI FGNIVDEVAY HEKYPTIYHL RKKLVDSTDK ADLRLIYLAL A HMIKFRGH ...文字列:
SMDKKYSIGL DIGTNSVGWA VITDDYKVPS KKFKVLGNTD RHSIKKNLIG ALLFDSGETA EATRLKRTAR RRYTRRKNRI CYLQEIFSN EMAKVDDSFF HRLEESFLVE EDKKHERHPI FGNIVDEVAY HEKYPTIYHL RKKLVDSTDK ADLRLIYLAL A HMIKFRGH FLIEGDLNPD NSDVDKLFIQ LVQTYNQLFE ENPINASGVD AKAILSARLS KSRRLENLIA QLPGEKKNGL FG NLIALSL GLTPNFKSNF DLAEDAKLQL SKDTYDDDLD NLLAQIGDQY ADLFLAAKNL SDAILLSDIL RVNTEITKAP LSA SMIKRY DEHHQDLTLL KALVRQQLPE KYKEIFFDQS KNGYAGYIDG GASQEEFYKF IKPILEKMDG TEELLVKLNR EDLL RKQRT FDNGSIPHQI HLGELHAILR RQEDFYPFLK DNREKIEKIL TFRIPYYVGP LARGNSRFAW MTRKSEETIT PWNFE EVVD KGASAQSFIE RMTNFDKNLP NEKVLPKHSL LYEYFTVYNE LTKVKYVTEG MRKPAFLSGE QKKAIVDLLF KTNRKV TVK QLKEDYFKKI ECFDSVEISG VEDRFNASLG TYHDLLKIIK DKDFLDNEEN EDILEDIVLT LTLFEDREMI EERLKTY AH LFDDKVMKQL KRRRYTGWGR LSRKLINGIR DKQSGKTILD FLKSDGFANR NFMQLIHDDS LTFKEDIQKA QVSGQGDS L HEHIANLAGS PAIKKGILQT VKVVDELVKV MGRHKPENIV IEMARENQTT QKGQKNSRER MKRIEEGIKE LGSQILKEH PVENTQLQNE KLYLYYLQNG RDMYVDQELD INRLSDYDVD HIVPQSFLKD DSIDNKVLTR SDKNRGKSDN VPSEEVVKKM KNYWRQLLN AKLITQRKFD NLTKAERGGL SELDKAGFIK RQLVETRQIT KHVAQILDSR MNTKYDENDK LIREVKVITL K SKLVSDFR KDFQFYKVRE INNYHHAHDA YLNAVVGTAL IKKYPKLESE FVYGDYKVYD VRKMIAKSEQ EIGKATAKYF FY SNIMNFF KTEITLANGE IRKRPLIETN GETGEIVWDK GRDFATVRKV LSMPQVNIVK KTEVQTGGFS KESILPKRNS DKL IARKKD WDPKKYGGFD SPTVAYSVLV VAKVEKGKSK KLKSVKELLG ITIMERSSFE KNPIDFLEAK GYKEVKKDLI IKLP KYSLF ELENGRKRML ASAGELQKGN ELALPSKYVN FLYLASHYEK LKGSPEDNEQ KQLFVEQHKH YLDEIIEQIS EFSKR VILA DANLDKVLSA YNKHRDKPIR EQAENIIHLF TLTNLGAPAA FKYFDTTIDR KRYTSTKEVL DATLIHQSIT GLYETR IDL SQLGGD

UniProtKB: UNIPROTKB: A0A0C6FZC2

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分子 #3: phage anti-CRISPR AcrIIA4

分子名称: phage anti-CRISPR AcrIIA4 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 3 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
由来(天然)生物種: unidentified phage (ファージ)
分子量理論値: 10.182073 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列:
MNINDLIREI KNKDYTVKLS GTDSNSITQL IIRVNNDGNE YVISESENES IVEKFISAFK NGWNQEYEDE EEFYNDMQTI TLKSELN

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実験情報

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構造解析

手法クライオ電子顕微鏡法
解析単粒子再構成法
試料の集合状態particle

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試料調製

濃度1.25 mg/mL
緩衝液pH: 8
グリッドモデル: C-flat-2/2 / 材質: COPPER / メッシュ: 400 / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY / 前処理 - タイプ: PLASMA CLEANING / 前処理 - 時間: 12 sec.
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 281 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV
詳細: blot for 4.5 seconds with force of 12 before plunging.
詳細spyCas9, sgRNA and AcrIIA4 complex

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電子顕微鏡法

顕微鏡FEI TITAN KRIOS
電子線加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系C2レンズ絞り径: 100.0 µm / 最大 デフォーカス（補正後）: 4.0 µm / 最小 デフォーカス（補正後）: 0.9 µm / 照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELDBright-field microscopy / Cs: 0.01 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 3.0 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.0 µm
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k)
検出モード: SUPER-RESOLUTION / 平均電子線量: 46.0 e/Å2
実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company

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画像解析

初期モデルモデルのタイプ: EMDB MAP
EMDB ID:

3276

初期 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION
最終 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 2.0)
最終 再構成解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.9 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 185000

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原子モデル構築 1

精密化空間: REAL / プロトコル: AB INITIO MODEL
得られたモデル

PDB-5vzl:
cryo-EM structure of the Cas9-sgRNA-AcrIIA4 anti-CRISPR complex

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原子モデル構築 2

精密化空間: REAL / プロトコル: RIGID BODY FIT
得られたモデル

PDB-5vzl:
cryo-EM structure of the Cas9-sgRNA-AcrIIA4 anti-CRISPR complex

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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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