已入深夜,您辛苦了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

Principles of target DNA cleavage and the role of Mg2+ in the catalysis of CRISPR–Cas9

清脆的 Cas9 DNA 劈理(地质) 基因组编辑 核酸酶 化学 分子动力学 生物物理学 生物 基因 计算化学 生物化学 古生物学 断裂(地质)
作者
Łukasz Nierzwicki,Kyle W. East,Jonas M. Binz,Rohaine V. Hsu,Mohd Ahsan,Pablo R. Arantes,Erin Skeens,Martin Pačesa,Martin Jínek,George P. Lisi,Giulia Palermo
出处
期刊:Nature Catalysis [Nature Portfolio]
卷期号:5 (10): 912-922 被引量:75
标识
DOI:10.1038/s41929-022-00848-6
摘要

At the core of the CRISPR–Cas9 genome-editing technology, the endonuclease Cas9 introduces site-specific breaks in DNA. However, precise mechanistic information to ameliorate Cas9 function is still missing. Here, multimicrosecond molecular dynamics, free energy and multiscale simulations are combined with solution NMR and DNA cleavage experiments to resolve the catalytic mechanism of target DNA cleavage. We show that the conformation of an active HNH nuclease is tightly dependent on the catalytic Mg2+, unveiling its cardinal structural role. This activated Mg2+-bound HNH is consistently described through molecular simulations, nuclear magnetic resonance (NMR) and DNA cleavage assays, revealing also that the protonation state of the catalytic H840 is strongly affected by active site mutations. Finally, ab initio quantum mechanics (density functional theory)/molecular mechanics simulations and metadynamics establish the catalytic mechanism, showing that the catalysis is activated by H840 and completed by K866, thus rationalizing DNA cleavage experiments. This information is critical to enhancing the enzymatic function of CRISPR–Cas9 towards improved genome editing. A detailed understanding of the catalytic target DNA cleavage mechanism by CRISPR–Cas9 has been lacking. Now the key modulating role of Mg2+ in the conformational activation of Cas9 and the influence of active site residues on the protonation state of catalytic H840 are demonstrated, ultimately unravelling the catalytic mechanism.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
刚刚
刚刚
NexusExplorer的应助被Tonsil01采纳,获得10
1秒前
hansiball发布了新的文献求助20
1秒前
辣椒油完成签到 ,获得积分10
2秒前
科研小牛完成签到,获得积分10
3秒前
叶成帷发布了新的文献求助10
5秒前
石瑶发布了新的文献求助10
5秒前
李爱国的应助被小钙钛矿采纳,获得10
6秒前
6秒前
6秒前
桑格利亚完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
贪玩的德地完成签到,获得积分10
8秒前
paper多多完成签到,获得积分10
9秒前
124cndhaP发布了新的文献求助10
10秒前
小王同学发布了新的文献求助10
10秒前
渡人舟的应助被不管啦采纳,获得10
10秒前
汉堡包的应助被小钙钛矿采纳,获得10
12秒前
搜集达人的应助被谦让的冥幽采纳,获得10
12秒前
汉堡包的应助被瓦洛佳小神采纳,获得10
12秒前
整齐莫言完成签到,获得积分10
12秒前
长情子默完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
star完成签到 ,获得积分10
13秒前
14秒前
14秒前
天天快乐的应助被FF采纳,获得10
15秒前
反方向的钟完成签到,获得积分10
15秒前
zhenghua完成签到,获得积分10
15秒前
Ax完成签到,获得积分10
15秒前
alangq发布了新的文献求助10
16秒前
一丁雨完成签到,获得积分10
16秒前
Merry徐晓杰完成签到,获得积分10
18秒前
珝茗完成签到 ,获得积分10
19秒前
小钙钛矿发布了新的文献求助10
19秒前
斯文败类的应助被凉雨渲采纳,获得10
20秒前
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Roman Family in Italy: Status, Sentiment, Space 2000
Aspects of Post-SPE Phonology 2000
Recombinant human Type III collagen with native-like assembly and real biomaterial performance 1000
CLSI VET01S Ed7 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals 1000
Performance standards for antimicrobial disk and dilution susceptibility tests for bacteria isolated from animals 888
Rosenblum, Global Change Biology 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 物理 有机化学 化学工程 内科学 生物化学 复合材料 催化作用 心理学 细胞生物学 无机化学 电极 光电子学 人工智能
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7871678
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9388153
关于积分的说明 20767417
捐赠科研通 7473016
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3351021
关于科研通互助平台的介绍 2491915
邀请新用户注册赠送积分活动 2377866