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- EMDB-0583: Conformational states of Cas9-sgRNA-DNA ternary complex in the pr... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-0583
タイトルConformational states of Cas9-sgRNA-DNA ternary complex in the presence of magnesium
マップデータprimary map
試料
  • 複合体: Cas9-sgRNA-DNA ternary complex
    • タンパク質・ペプチド: CRISPR-associated endonuclease Cas9/Csn1
    • RNA: single guide RNA
    • DNA: 5' product of target strand DNA
    • DNA: non-target strand DNA
    • DNA: 3' product of target strand DNA
キーワードCRISPR (CRISPR) / Cas9 (Cas9) / Nuclease (ヌクレアーゼ) / Genome editing (ゲノム編集) / HYDROLASE (加水分解酵素) / HYDROLASE-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 / 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
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)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.28 Å
データ登録者Zhu X / Clarke R
資金援助 米国, 3件
OrganizationGrant number国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)097042 米国
National Institutes of Health/Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health & Human Development (NIH/NICHD)081534 米国
National Institutes of Health/National Cancer Institute (NIH/NCI) 米国
引用ジャーナル: Nat Struct Mol Biol / 年: 2019
タイトル: Cryo-EM structures reveal coordinated domain motions that govern DNA cleavage by Cas9.
著者: Xing Zhu / Ryan Clarke / Anupama K Puppala / Sagar Chittori / Alan Merk / Bradley J Merrill / Miljan Simonović / Sriram Subramaniam /
要旨: The RNA-guided Cas9 endonuclease from Streptococcus pyogenes is a single-turnover enzyme that displays a stable product state after double-stranded-DNA cleavage. Here, we present cryo-EM structures ...The RNA-guided Cas9 endonuclease from Streptococcus pyogenes is a single-turnover enzyme that displays a stable product state after double-stranded-DNA cleavage. Here, we present cryo-EM structures of precatalytic, postcatalytic and product states of the active Cas9-sgRNA-DNA complex in the presence of Mg. In the precatalytic state, Cas9 adopts the 'checkpoint' conformation with the HNH nuclease domain positioned far away from the DNA. Transition to the postcatalytic state involves a dramatic ~34-Å swing of the HNH domain and disorder of the REC2 recognition domain. The postcatalytic state captures the cleaved substrate bound to the catalytically competent HNH active site. In the product state, the HNH domain is disordered, REC2 returns to the precatalytic conformation, and additional interactions of REC3 and RuvC with nucleic acids are formed. The coupled domain motions and interactions between the enzyme and the RNA-DNA hybrid provide new insights into the mechanism of genome editing by Cas9.
履歴
登録2019年2月17日-
ヘッダ(付随情報) 公開2019年5月22日-
マップ公開2019年7月10日-
更新2024年3月20日-
現状2024年3月20日処理サイト: RCSB / 状態: 公開

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構造の表示

ムービー
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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_0583.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_0583.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 107.2 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈primary map
ボクセルのサイズX=Y=Z: 0.836 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.2 / ムービー #1: 0.2
最小 - 最大-0.6366258 - 1.3570119
平均 (標準偏差)-0.0010377981 (±0.043065052)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ304304304
Spacing304304304
セルA=B=C: 254.14401 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z0.8360.8360.836
M x/y/z304304304
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z254.144254.144254.144
α/β/γ90.00090.00090.000
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS304304304
D min/max/mean-0.6371.357-0.001

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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 : Cas9-sgRNA-DNA ternary complex

全体名称: Cas9-sgRNA-DNA ternary complex
要素
  • 複合体: Cas9-sgRNA-DNA ternary complex
    • タンパク質・ペプチド: CRISPR-associated endonuclease Cas9/Csn1
    • RNA: single guide RNA
    • DNA: 5' product of target strand DNA
    • DNA: non-target strand DNA
    • DNA: 3' product of target strand DNA

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超分子 #1: Cas9-sgRNA-DNA ternary complex

超分子名称: Cas9-sgRNA-DNA ternary complex / 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 (化膿レンサ球菌)

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分子 #1: CRISPR-associated endonuclease Cas9/Csn1

分子名称: CRISPR-associated endonuclease Cas9/Csn1 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / 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 (化膿レンサ球菌)
分子量理論値: 158.986109 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli (大腸菌)
配列文字列: GAASMDKKYS IGLDIGTNSV GWAVITDEYK VPSKKFKVLG NTDRHSIKKN LIGALLFDSG ETAEATRLKR TARRRYTRRK NRICYLQEI FSNEMAKVDD SFFHRLEESF LVEEDKKHER HPIFGNIVDE VAYHEKYPTI YHLRKKLVDS TDKADLRLIY L ALAHMIKF ...文字列:
GAASMDKKYS IGLDIGTNSV GWAVITDEYK VPSKKFKVLG NTDRHSIKKN LIGALLFDSG ETAEATRLKR TARRRYTRRK NRICYLQEI FSNEMAKVDD SFFHRLEESF LVEEDKKHER HPIFGNIVDE VAYHEKYPTI YHLRKKLVDS TDKADLRLIY L ALAHMIKF RGHFLIEGDL NPDNSDVDKL FIQLVQTYNQ LFEENPINAS GVDAKAILSA RLSKSRRLEN LIAQLPGEKK NG LFGNLIA LSLGLTPNFK SNFDLAEDAK LQLSKDTYDD DLDNLLAQIG DQYADLFLAA KNLSDAILLS DILRVNTEIT KAP LSASMI KRYDEHHQDL TLLKALVRQQ LPEKYKEIFF DQSKNGYAGY IDGGASQEEF YKFIKPILEK MDGTEELLVK LNRE DLLRK QRTFDNGSIP HQIHLGELHA ILRRQEDFYP FLKDNREKIE KILTFRIPYY VGPLARGNSR FAWMTRKSEE TITPW NFEE VVDKGASAQS FIERMTNFDK NLPNEKVLPK HSLLYEYFTV YNELTKVKYV TEGMRKPAFL SGEQKKAIVD LLFKTN RKV TVKQLKEDYF KKIECFDSVE ISGVEDRFNA SLGTYHDLLK IIKDKDFLDN EENEDILEDI VLTLTLFEDR EMIEERL KT YAHLFDDKVM KQLKRRRYTG WGRLSRKLIN GIRDKQSGKT ILDFLKSDGF ANRNFMQLIH DDSLTFKEDI QKAQVSGQ G DSLHEHIANL AGSPAIKKGI LQTVKVVDEL VKVMGRHKPE NIVIEMAREN QTTQKGQKNS RERMKRIEEG IKELGSQIL KEHPVENTQL QNEKLYLYYL QNGRDMYVDQ ELDINRLSDY DVDHIVPQSF LKDDSIDNKV LTRSDKNRGK SDNVPSEEVV KKMKNYWRQ LLNAKLITQR KFDNLTKAER GGLSELDKAG FIKRQLVETR QITKHVAQIL DSRMNTKYDE NDKLIREVKV I TLKSKLVS DFRKDFQFYK VREINNYHHA HDAYLNAVVG TALIKKYPKL ESEFVYGDYK VYDVRKMIAK SEQEIGKATA KY FFYSNIM NFFKTEITLA NGEIRKRPLI ETNGETGEIV WDKGRDFATV RKVLSMPQVN IVKKTEVQTG GFSKESILPK RNS DKLIAR KKDWDPKKYG GFDSPTVAYS VLVVAKVEKG KSKKLKSVKE LLGITIMERS SFEKNPIDFL EAKGYKEVKK DLII KLPKY SLFELENGRK RMLASAGELQ KGNELALPSK YVNFLYLASH YEKLKGSPED NEQKQLFVEQ HKHYLDEIIE QISEF SKRV ILADANLDKV LSAYNKHRDK PIREQAENII HLFTLTNLGA PAAFKYFDTT IDRKRYTSTK EVLDATLIHQ SITGLY ETR IDLSQLGGD

UniProtKB: CRISPR-associated endonuclease Cas9/Csn1

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分子 #2: single guide RNA

分子名称: single guide RNA / タイプ: rna / ID: 2 / コピー数: 1
由来(天然)生物種: synthetic construct (人工物)
分子量理論値: 33.059699 KDa
配列文字列:
GGGGCGCAUA AAGAUGAGAC GCGUUUUAGA GCUAGAAAUA GCAAGUUAAA AUAAGGCUAG UCCGUUAUCA ACUUGAAAAA GUGGCACCG AGUCGGUGCU UGC

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分子 #3: 5' product of target strand DNA

分子名称: 5' product of target strand DNA / タイプ: dna / ID: 3 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: synthetic construct (人工物)
分子量理論値: 3.936575 KDa
配列文字列:
(DC)(DT)(DA)(DA)(DT)(DC)(DG)(DC)(DC)(DA) (DG)(DC)(DG)

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分子 #4: non-target strand DNA

分子名称: non-target strand DNA / タイプ: dna / ID: 4 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: synthetic construct (人工物)
分子量理論値: 12.452001 KDa
配列文字列:
(DC)(DC)(DA)(DG)(DT)(DG)(DC)(DG)(DT)(DA) (DG)(DG)(DC)(DG)(DC)(DA)(DT)(DA)(DA)(DA) (DG)(DA)(DT)(DG)(DA)(DG)(DA)(DC)(DG) (DC)(DT)(DG)(DG)(DC)(DG)(DA)(DT)(DT)(DA) (DG)

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分子 #5: 3' product of target strand DNA

分子名称: 3' product of target strand DNA / タイプ: dna / ID: 5 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: synthetic construct (人工物)
分子量理論値: 8.194269 KDa
配列文字列:
(DT)(DC)(DT)(DC)(DA)(DT)(DC)(DT)(DT)(DT) (DA)(DT)(DG)(DC)(DG)(DC)(DC)(DT)(DA)(DC) (DG)(DC)(DA)(DC)(DT)(DG)(DG)

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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

緩衝液pH: 7.5
グリッド詳細: unspecified
凍結凍結剤: ETHANE

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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
電子光学系照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELDBright-field microscopy
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k)
平均電子線量: 73.0 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: NONE
初期 角度割当タイプ: RANDOM ASSIGNMENT
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD
最終 再構成想定した対称性 - 点群: C1 (非対称) / 解像度のタイプ: BY AUTHOR / 解像度: 3.28 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 使用した粒子像数: 30513

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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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