CRISPR-associated endonuclease Cpf1
Andere Namen
  • FnCpf1
  • Cas12a

Vorhandene Strukturdaten: PDB 5MGA, PDB 5NFV, PDB 5NG6

Masse/Länge Primärstruktur 1.300 Aminosäuren, 151.915 Da
Bezeichner
Externe IDs
Enzymklassifikation
EC, Kategorie 3.1.-.-
Orthologe
Francisella novicida Prevotella ruminicola
Entrez NV NV
UniProt A0Q7Q2 A0A1M7G246
PubMed-Suche NV NV

Cpf1 (von CRISPR-associated endonuclease in Prevotella and Francisella 1, auch Cas12a) ist eine Endonuklease und ein Ribonukleoprotein aus der antiviralen Abwehr CRISPR in den Bakteriengattungen Prevotella und Francisella.

Eigenschaften

Cpf1 ist eine Endonuklease, die eine einzelsträngige gRNA bindet und anschließend eine zur gRNA komplementäre DNA bindet und schneidet. Daneben schneidet Cpf1 auch gRNA-Vorläufer zu aktiver gRNA. Wenn Cpf1 in E. coli exprimiert wird, werden Plasmide mit homologen DNA-Sequenzen zum ersten CRISPR-Spacer geschnitten und abgebaut. Cpf1 schneidet dsDNA und erzeugt ein sticky end mit einem 5'-Überhang von vier oder fünf Nukleotiden in einem Abstand zwischen 18 bzw. 22 bis 23 Nukleotiden nach dem Protospacer Adjacent Motif mit der Sequenz 5'-TTTV-3' (wobei V für C, G oder A steht). Daneben werden auch C-enthaltende PAM mit abweichender Sequenz gebunden, jedoch mit geringerer Effizienz.

Anwendungen

Das Cpf1 wird im CRISPR/Cpf1-System zum Genome Editing verwendet. Durch den Schnitt von gRNA können mehrere verschiedene gRNA aus einer mRNA erzeugt werden, was das gleichzeitige Schneiden mehrerer DNA-Sequenzen (Multiplex Genome Editing) erleichtert. Durch Protein-Engineering wurden verschiedene Varianten von Cpf1 erzeugt, die andere PAM binden.

Einzelnachweise

  1. 1 2 3 B. Zetsche, J. S. Gootenberg, O. O. Abudayyeh, I. M. Slaymaker, K. S. Makarova, P. Essletzbichler, S. E. Volz, J. Joung, J. van der Oost, A. Regev, E. V. Koonin, F. Zhang: Cpf1 is a single RNA-guided endonuclease of a class 2 CRISPR-Cas system. In: Cell. Band 163, Nummer 3, Oktober 2015, S. 759–771, doi:10.1016/j.cell.2015.09.038, PMID 26422227, PMC 4638220 (freier Volltext).
  2. ↑ D.C. Swarts, M. Jinek: Cas9 versus Cas12a/Cpf1: Structure-function comparisons and implications for genome editing. In: Wiley Interdiscip Rev RNA. Mai 2018, 22:e1481., doi:10.1002/wrna.1481, PMID 29790280.
  3. ↑ T. Yamano, B. Zetsche, R. Ishitani, F. Zhang, H. Nishimasu, O. Nureki: Structural Basis for the Canonical and Non-canonical PAM Recognition by CRISPR-Cpf1. In: Molecular cell. Band 67, Nummer 4, August 2017, S. 633–645.e3, doi:10.1016/j.molcel.2017.06.035, PMID 28781234.
  4. ↑ G. Zhong, H. Wang, Y. Li, M. H. Tran, M. Farzan: Cpf1 proteins excise CRISPR RNAs from mRNA transcripts in mammalian cells. In: Nature chemical biology. Band 13, Nummer 8, August 2017, S. 839–841, doi:10.1038/nchembio.2410, PMID 28628097, PMC 5577360 (freier Volltext).
  5. ↑ H. Nishimasu, T. Yamano, L. Gao, F. Zhang, R. Ishitani, O. Nureki: Structural Basis for the Altered PAM Recognition by Engineered CRISPR-Cpf1. In: Molecular cell. Band 67, Nummer 1, Juli 2017, S. 139–147.e2, doi:10.1016/j.molcel.2017.04.019, PMID 28595896.
  6. ↑ L. Gao, D. B. Cox, W. X. Yan, J. C. Manteiga, M. W. Schneider, T. Yamano, H. Nishimasu, O. Nureki, N. Crosetto, F. Zhang: Engineered Cpf1 variants with altered PAM specificities. In: Nature Biotechnology. Band 35, Nummer 8, August 2017, S. 789–792, doi:10.1038/nbt.3900, PMID 28581492, PMC 5548640 (freier Volltext).
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