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万見
- EMDB-8236: Cryo-EM structure of SpCas9-sgRNA-DNA ternary complex -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-8236
タイトルCryo-EM structure of SpCas9-sgRNA-DNA ternary complex
マップデータNone
試料
  • 複合体: SpCas9-sgRNA-target DNA ternay 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)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 5.2 Å
データ登録者Li G / Huang Q / Huai C
資金援助 中国, 2件
OrganizationGrant number国
The Natural Science Foundation of China91430112 中国
The Shanghai Natural Science Foundation13ZR1402400 中国
引用ジャーナル: Nat Commun / 年: 2017
タイトル: Structural insights into DNA cleavage activation of CRISPR-Cas9 system.
著者: Cong Huai / Gan Li / Ruijie Yao / Yingyi Zhang / Mi Cao / Liangliang Kong / Chenqiang Jia / Hui Yuan / Hongyan Chen / Daru Lu / Qiang Huang /
要旨: CRISPR-Cas9 technology has been widely used for genome engineering. Its RNA-guided endonuclease Cas9 binds specifically to target DNA and then cleaves the two DNA strands with HNH and RuvC nuclease ...CRISPR-Cas9 technology has been widely used for genome engineering. Its RNA-guided endonuclease Cas9 binds specifically to target DNA and then cleaves the two DNA strands with HNH and RuvC nuclease domains. However, structural information regarding the DNA cleavage-activating state of two nuclease domains remains sparse. Here, we report a 5.2 Å cryo-EM structure of Cas9 in complex with sgRNA and target DNA. This structure reveals a conformational state of Cas9 in which the HNH domain is closest to the DNA cleavage site. Compared with two known HNH states, our structure shows that the HNH active site moves toward the cleavage site by about 25 and 13 Å, respectively. In combination with EM-based molecular dynamics simulations, we show that residues of the nuclease domains in our structure could form cleavage-compatible conformations with the target DNA. Together, these results strongly suggest that our cryo-EM structure resembles a DNA cleavage-activating architecture of Cas9.
履歴
登録2016年6月4日-
ヘッダ(付随情報) 公開2016年8月10日-
マップ公開2017年10月25日-
更新2020年1月22日-
現状2020年1月22日処理サイト: PDBj / 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: 0.011
  • 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: 0.011
  • 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-5y36
  • 表面レベル: 0.011
  • 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_8236.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_8236.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 10.5 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
注釈None
投影像・断面図

画像のコントロール

大きさ
明度
コントラスト
その他
軸Z (Sec.)Y (Row.)X (Col.)
1.3 Å/pix.
x 140 pix.
= 182. Å		1.3 Å/pix.
x 140 pix.
= 182. Å		1.3 Å/pix.
x 140 pix.
= 182. Å

表面

投影像

断面 (1/3)

断面 (1/2)

断面 (2/3)

画像は Spider により作成

ボクセルのサイズX=Y=Z: 1.3 Å
密度

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)
表面レベル登録者による: 0.0316 / ムービー #1: 0.011
最小 - 最大-0.025383996 - 0.08724286
平均 (標準偏差)0.0006787431 (±0.0060282876)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ140140140
Spacing140140140
セルA=B=C: 182.0 Å
α=β=γ: 90.0 °

CCP4マップ ヘッダ情報:

modeImage stored as Reals
Å/pix. X/Y/Z1.31.31.3
M x/y/z140140140
origin x/y/z0.0000.0000.000
length x/y/z182.000182.000182.000
α/β/γ90.00090.00090.000
MAP C/R/S123
start NC/NR/NS000
NC/NR/NS140140140
D min/max/mean-0.0250.0870.001

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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 : SpCas9-sgRNA-target DNA ternay complex

全体名称: SpCas9-sgRNA-target DNA ternay complex
要素
  • 複合体: SpCas9-sgRNA-target DNA ternay complex

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超分子 #1: SpCas9-sgRNA-target DNA ternay complex

超分子名称: SpCas9-sgRNA-target DNA ternay complex / タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0
詳細: S. pyogenes Cas9(D10A, H840A) in complex with a 55-mer target DNA from the fumarylacetoacetate hydrolase (FAH) gene and the corresponding 98-nucleotide sgRNA
由来(天然)生物種: Streptococcus pyogenes (化膿レンサ球菌)
分子量理論値: 225 KDa

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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0.45 mg/mL
緩衝液pH: 7.5
構成要素:
濃度式名称
20.0 mMTrisトリスヒドロキシメチルアミノメタンtrihydroxymethyl aminomethane
100.0 mMKClpotassium chloride
5.0 mMMgCl2magnesium chloride
1.0 mMDTTdithiothreitolジチオトレイトール

詳細: 20mM Tris-Cl (pH 7.5), 100mM KCl, 5mM MgCl2, 1mM DTT
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: COPPER / メッシュ: 200 / 支持フィルム - 材質: CARBON / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY / 前処理 - タイプ: PLASMA CLEANING / 前処理 - 雰囲気: OTHER
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 100 % / チャンバー内温度: 289 K / 装置: FEI VITROBOT MARK IV / 詳細: blot for 4 seconds before plunging.
詳細SpCas9 protein, sgRNA, and target DNA were cultured at 37 degree centigrade to form a complex, and then monodisperased at 18 degree centigrade overnight.

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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 / 最大 デフォーカス（公称値）: 3.5 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1.3 µm / 倍率（公称値）: 18000
試料ステージ試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
ホルダー冷却材: NITROGEN
撮影フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k)
デジタル化 - サイズ - 横: 3710 pixel / デジタル化 - サイズ - 縦: 3838 pixel / 実像数: 592 / 平均電子線量: 10.0 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

粒子像選択選択した数: 66845
CTF補正ソフトウェア - 名称: CTFFIND (ver. 3)
初期モデルモデルのタイプ: PDB ENTRY
PDBモデル - PDB ID:

4un3


詳細: The structure was low-pass filtered to 60 Angstrom.
初期 角度割当タイプ: RANDOM ASSIGNMENT / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 1.3)
最終 角度割当タイプ: ANGULAR RECONSTITUTION / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 1.3)
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: 5.2 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 1.3) / 使用した粒子像数: 57484
FSC曲線 (解像度の算出)

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原子モデル構築 1

初期モデルPDB ID:

4oo8


Chain - Chain ID: A / Chain - Residue range: 3-1366
精密化空間: REAL / プロトコル: FLEXIBLE FIT / 温度因子: 80 / 当てはまり具合の基準: Correlation coefficient
得られたモデル

PDB-5y36:
Cryo-EM structure of SpCas9-sgRNA-DNA ternary 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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