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- PDB-6p7n: Cryo-EM structure of LbCas12a-crRNA: AcrVA4 (2:2 complex) -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 6p7n
タイトルCryo-EM structure of LbCas12a-crRNA: AcrVA4 (2:2 complex)
要素
  • Cas12a
  • anti-CRISPR VA4
  • mature crRNA
キーワードRNA BINDING PROTEIN/RNA / CRISPR-Cas (CRISPR) / anti-CRISPR / Cas12a / Cpf1 / LbCas12a / AcrVA4 / RNA BINDING PROTEIN-RNA complex
機能・相同性
機能・相同性情報


CRISPR-associated endonuclease Cas12a / Cas12a, REC1 domain / Cas12a, RuvC nuclease domain / Cas12a, nuclease domain / Alpha helical recognition lobe domain / Nuclease domain / RuvC nuclease domain
類似検索 - ドメイン・相同性
リボ核酸 / RNA (> 10) / Uncharacterized protein / Cpf1
類似検索 - 構成要素
生物種Moraxella bovoculi (モラクセラ・ボーボクリ)
Lachnospiraceae bacterium ND2006 (バクテリア)
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: 4.9 Å
データ登録者Knott, G.J. / Liu, J.J. / 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: Elife / 年: 2019
タイトル: Structural basis for AcrVA4 inhibition of specific CRISPR-Cas12a.
著者: Gavin J Knott / Brady F Cress / Jun-Jie Liu / Brittney W Thornton / Rachel J Lew / Basem Al-Shayeb / Daniel J Rosenberg / Michal Hammel / Benjamin A Adler / Marco J Lobba / Michael Xu / Adam ...著者: Gavin J Knott / Brady F Cress / Jun-Jie Liu / Brittney W Thornton / Rachel J Lew / Basem Al-Shayeb / Daniel J Rosenberg / Michal Hammel / Benjamin A Adler / Marco J Lobba / Michael Xu / Adam P Arkin / Christof Fellmann / Jennifer A Doudna /
要旨: CRISPR-Cas systems provide bacteria and archaea with programmable immunity against mobile genetic elements. Evolutionary pressure by CRISPR-Cas has driven bacteriophage to evolve small protein ...CRISPR-Cas systems provide bacteria and archaea with programmable immunity against mobile genetic elements. Evolutionary pressure by CRISPR-Cas has driven bacteriophage to evolve small protein inhibitors, anti-CRISPRs (Acrs), that block Cas enzyme function by wide-ranging mechanisms. We show here that the inhibitor AcrVA4 uses a previously undescribed strategy to recognize the Cas12a (LbCas12a) pre-crRNA processing nuclease, forming a Cas12a dimer, and allosterically inhibiting DNA binding. The Cas12a (AsCas12a) enzyme, widely used for genome editing applications, contains an ancestral helical bundle that blocks AcrVA4 binding and allows it to escape anti-CRISPR recognition. Using biochemical, microbiological, and human cell editing experiments, we show that Cas12a orthologs can be rendered either sensitive or resistant to AcrVA4 through rational structural engineering informed by evolution. Together, these findings explain a new mode of CRISPR-Cas inhibition and illustrate how structural variability in Cas effectors can drive opportunistic co-evolution of inhibitors by bacteriophage.
#1: ジャーナル: Acta Crystallogr D Biol Crystallogr / 年: 2010
タイトル: PHENIX: a comprehensive Python-based system for macromolecular structure solution.
著者: Paul D Adams / Pavel V Afonine / Gábor Bunkóczi / Vincent B Chen / Ian W Davis / Nathaniel Echols / Jeffrey J Headd / Li-Wei Hung / Gary J Kapral / Ralf W Grosse-Kunstleve / Airlie J McCoy ...著者: Paul D Adams / Pavel V Afonine / Gábor Bunkóczi / Vincent B Chen / Ian W Davis / Nathaniel Echols / Jeffrey J Headd / Li-Wei Hung / Gary J Kapral / Ralf W Grosse-Kunstleve / Airlie J McCoy / Nigel W Moriarty / Robert Oeffner / Randy J Read / David C Richardson / Jane S Richardson / Thomas C Terwilliger / Peter H Zwart /
要旨: Macromolecular X-ray crystallography is routinely applied to understand biological processes at a molecular level. However, significant time and effort are still required to solve and complete many ...Macromolecular X-ray crystallography is routinely applied to understand biological processes at a molecular level. However, significant time and effort are still required to solve and complete many of these structures because of the need for manual interpretation of complex numerical data using many software packages and the repeated use of interactive three-dimensional graphics. PHENIX has been developed to provide a comprehensive system for macromolecular crystallographic structure solution with an emphasis on the automation of all procedures. This has relied on the development of algorithms that minimize or eliminate subjective input, the development of algorithms that automate procedures that are traditionally performed by hand and, finally, the development of a framework that allows a tight integration between the algorithms.
履歴
登録2019年6月6日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02019年8月21日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12019年11月20日Group: Author supporting evidence / カテゴリ: pdbx_audit_support / Item: _pdbx_audit_support.funding_organization
改定 1.22019年12月18日Group: Other / カテゴリ: atom_sites / cell
Item: _atom_sites.fract_transf_matrix[1][1] / _atom_sites.fract_transf_matrix[2][2] ..._atom_sites.fract_transf_matrix[1][1] / _atom_sites.fract_transf_matrix[2][2] / _atom_sites.fract_transf_matrix[3][3] / _cell.Z_PDB
改定 1.32023年8月16日Group: Data collection / Database references ...Data collection / Database references / Derived calculations / Other
カテゴリ: chem_comp_atom / chem_comp_bond ...chem_comp_atom / chem_comp_bond / database_2 / pdbx_database_status / struct_conn
Item: _database_2.pdbx_DOI / _database_2.pdbx_database_accession ..._database_2.pdbx_DOI / _database_2.pdbx_database_accession / _pdbx_database_status.pdb_format_compatible / _struct_conn.pdbx_dist_value / _struct_conn.ptnr1_auth_asym_id / _struct_conn.ptnr1_auth_comp_id / _struct_conn.ptnr1_auth_seq_id / _struct_conn.ptnr1_label_asym_id / _struct_conn.ptnr1_label_atom_id / _struct_conn.ptnr1_label_comp_id / _struct_conn.ptnr1_label_seq_id / _struct_conn.ptnr2_auth_asym_id / _struct_conn.ptnr2_auth_comp_id / _struct_conn.ptnr2_auth_seq_id / _struct_conn.ptnr2_label_asym_id / _struct_conn.ptnr2_label_atom_id / _struct_conn.ptnr2_label_comp_id / _struct_conn.ptnr2_label_seq_id

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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
  • 単純化した表面モデル + あてはめた原子モデル
  • マップデータ: EMDB-20267
  • 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-20267
  • 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
C: anti-CRISPR VA4
G: anti-CRISPR VA4
A: Cas12a
E: Cas12a
B: mature crRNA
F: mature crRNA
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)369,33310
ポリマ－369,2356
非ポリマー974
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, Data presented within associated publication., SAXS, Data presented within associated publication.
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551
Buried area19670 Å2
ΔGint-134 kcal/mol
Surface area111940 Å2

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要素

#1: タンパク質 anti-CRISPR VA4 / AcrVA4


分子量: 27641.422 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Moraxella bovoculi (モラクセラ・ボーボクリ)
遺伝子: AAX07_09545 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: A0A0U2APF4
#2: タンパク質 Cas12a /


分子量: 144160.609 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Lachnospiraceae bacterium ND2006 (バクテリア)
遺伝子: lbcas12a / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: A0A182DWE3*PLUS
#3: RNA鎖 mature crRNA


分子量: 12815.634 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成
由来: (合成) Lachnospiraceae bacterium ND2006 (バクテリア)
#4: 化合物
ChemComp-MG / MAGNESIUM ION / マグネシウムジカチオン


分子量: 24.305 Da / 分子数: 4 / 由来タイプ: 合成 / 式: Mg

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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名称タイプ詳細Entity IDParent-ID由来
1LbCas12a-crRNA-AcrVA4 Complex (2:2, State I)COMPLEXHomodimeric AcrVA4 bound to two copies of the LbCas12a-crRNA complex.#1-#30MULTIPLE SOURCES
2LbCas12aCOMPLEX#21RECOMBINANT
3crRNACOMPLEX#31NATURAL
4AcrVA4COMPLEX#11RECOMBINANT
分子量実験値: YES
由来(天然)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
12Lachnospiraceae bacterium ND2006 (バクテリア)1410628
23Lachnospiraceae bacterium ND2006 (バクテリア)1410628
34Moraxella bovoculi (モラクセラ・ボーボクリ)386891
由来(組換発現)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
12Escherichia coli (大腸菌)562
24Escherichia coli (大腸菌)562
緩衝液pH: 7.5
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
120 mMHEPESC8H18N2O4S1
2200 mMpotassium chlorideKCl1
31 mMtris((2-carboxyethyl)phosphine)C9H15O6P1
40.1 % (v/v)glycerolグリセリンC3H8O31
試料包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
試料支持詳細: unspecified
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: 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
撮影電子線照射量: 42 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
名称バージョン分類NB
phenix.real_space_refine1.15_3459精密化
PHENIX1.15_3459精密化
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
対称性点対称性: C1 (非対称)
3次元再構成解像度: 4.9 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 79787 / クラス平均像の数: 1 / 対称性のタイプ: POINT
精密化立体化学のターゲット値: GeoStd + Monomer Library + CDL v1.2
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.001820860
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.523728310
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.04043096
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.00363434
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d26.222912520

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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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