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万見
- PDB-5vzl: 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: PDB / ID: 5vzl
タイトルcryo-EM structure of the Cas9-sgRNA-AcrIIA4 anti-CRISPR complex
要素
  • CRISPR-associated endonuclease Cas9
  • phage anti-CRISPR AcrIIA4
  • single guide RNA (116-MER)
キーワードImmune System/RNA (免疫系) / 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
リボ核酸 / RNA (> 10) / RNA (> 100) / : / 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: 3.9 Å
データ登録者Jiang, F. / Liu, J.J. / Nogales, E. / Doudna, J.A.
資金援助 米国, 1件
組織認可番号国
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日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02017年7月26日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12018年1月31日Group: Author supporting evidence / Data processing ...Author supporting evidence / Data processing / Database references / Experimental preparation
カテゴリ: em_sample_support / em_software ...em_sample_support / em_software / pdbx_audit_support / pdbx_database_related
Item: _em_sample_support.grid_type / _em_software.name / _pdbx_audit_support.funding_organization
改定 1.22019年3月20日Group: Data collection / Other / Structure summary / カテゴリ: cell / struct_keywords
Item: _cell.length_a / _cell.length_b ..._cell.length_a / _cell.length_b / _cell.length_c / _struct_keywords.pdbx_keywords / _struct_keywords.text
改定 1.32019年11月20日Group: Author supporting evidence / カテゴリ: pdbx_audit_support / Item: _pdbx_audit_support.funding_organization
改定 1.42019年12月18日Group: Other / カテゴリ: atom_sites
Item: _atom_sites.fract_transf_matrix[1][1] / _atom_sites.fract_transf_matrix[2][2] / _atom_sites.fract_transf_matrix[3][3]
改定 1.52024年3月13日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond / database_2
Item: _database_2.pdbx_DOI / _database_2.pdbx_database_accession

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構造の表示

ムービー
  • 登録構造単位
  • Jmolによる作画
  • ダウンロード
  • EMマップとの重ね合わせ
  • マップデータ: EMDB-8749
  • 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
B: single guide RNA (116-MER)
A: CRISPR-associated endonuclease Cas9
C: phage anti-CRISPR AcrIIA4


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)207,2483
ポリマ－207,2483
非ポリマー00
水0
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: gel filtration
タイプ名称対称操作数
identity operation1_555x,y,z1
Buried area17050 Å2
ΔGint-115 kcal/mol
Surface area84820 Å2

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要素

#1: RNA鎖 single guide RNA (116-MER)


分子量: 38292.645 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Streptococcus pyogenes M1 GAS (化膿レンサ球菌)
遺伝子: csn1, cas9, ERS445054_00848 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌)
#2: タンパク質 CRISPR-associated endonuclease Cas9


分子量: 158772.891 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Streptococcus pyogenes M1 GAS (化膿レンサ球菌)
遺伝子: csn1, cas9, ERS445054_00848 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌)
参照: UniProt: A0A0C6FZC2, UniProt: Q99ZW2*PLUS, 加水分解酵素; エステル加水分解酵素
#3: タンパク質 phage anti-CRISPR AcrIIA4


分子量: 10182.073 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) unidentified phage (ファージ) / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: A0A2D0TCG7*PLUS

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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
ID名称タイプEntity IDParent-ID由来
1the complex of Streptococcus progenies Cas9 with sgRNA and AcrIIA4COMPLEXall0RECOMBINANT
2Streptococcus pyogenes M1 GASCOMPLEX#1-#21RECOMBINANT
3unidentified phageCOMPLEX#31RECOMBINANT
分子量実験値: NO
由来(天然)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
21Streptococcus pyogenes M1 GAS (化膿レンサ球菌)160490
32unidentified phage (ファージ)38018
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli (大腸菌)
緩衝液pH: 8
試料濃度: 1.25 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES / 詳細: spyCas9, sgRNA and AcrIIA4 complex
試料支持グリッドの材料: COPPER / グリッドのサイズ: 400 divisions/in. / グリッドのタイプ: C-flat-2/2
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
詳細: blot for 4.5 seconds with force of 12 before plunging

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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: FEI TITAN KRIOS
電子銃電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 300 kV / 照射モード: FLOOD BEAM
電子レンズモード: BRIGHT FIELDBright-field microscopy / 最大 デフォーカス（公称値）: 3000 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1000 nm / Calibrated defocus min: 900 nm / 最大 デフォーカス（補正後）: 4000 nm / Cs: 0.01 mm / C2レンズ絞り径: 100 µm
撮影電子線照射量: 46 e/Å2 / 検出モード: SUPER-RESOLUTION
フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 SUMMIT (4k x 4k)

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解析

ソフトウェア名称: PHENIX / バージョン: 1.11.1_2575: / 分類: 精密化
EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ詳細
4RELION2CTF補正CTFFIND4
11RELION2最終オイラー角割当
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
3次元再構成解像度: 3.9 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 185000 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築
IDプロトコル空間
1AB INITIO MODELREAL
2RIGID BODY FITREAL
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00614414
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.92720059
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d12.1258452
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.052356
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0062153

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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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