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万見
- EMDB-15664: Cryo-EM structure of yeast mitochondrial RNA polymerase transcrip... -

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基本情報

登録情報
データベース: EMDB / ID: EMD-15664
タイトルCryo-EM structure of yeast mitochondrial RNA polymerase transcription initiation complex with 5-mer RNA, pppGpGpApApA (IC5)
マップデータ
試料
  • 複合体: yeast mitochondrial RNA polymerase transcription initiation complex with 5-mer RNA, pppGpGpApApA (IC5)
    • 複合体: DNA-directed RNA polymerase, mitochondrialポリメラーゼ
      • タンパク質・ペプチド: DNA-directed RNA polymerase, mitochondrialポリメラーゼ
    • 複合体: DNA (36-mer)
      • DNA: DNA (36-MER)
      • DNA: DNA (36-MER)
    • 複合体: Mitochondrial transcription factor 1
      • タンパク質・ペプチド: Mitochondrial transcription factor 1
    • 複合体: RNA (pppGpGpApApA)
      • RNA: RNA (pppGpGpApApA)
  • リガンド: GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATEグアノシン三リン酸
キーワードgene transcription (転写 (生物学)) / polymerase (ポリメラーゼ) / RDRP (RNA依存性RNAポリメラーゼ) / MTF1 / RPO41 / POLRMT / mtRNAP / DNA (デオキシリボ核酸) / transcription initiation (転写 (生物学)) / RNA polymerase (RNAポリメラーゼ) / mitochondria (ミトコンドリア) / TRANSCRIPTION (転写 (生物学))
機能・相同性
機能・相同性情報


Mitochondrial transcription initiation / mitochondrial DNA-directed RNA polymerase complex / mitochondrial promoter sequence-specific DNA binding / mitochondrial transcription factor activity / transcription initiation at mitochondrial promoter / mitochondrial transcription / mitochondrial genome maintenance / DNA primase activity / DNA replication, synthesis of primer / positive regulation of DNA-templated transcription, elongation ...Mitochondrial transcription initiation / mitochondrial DNA-directed RNA polymerase complex / mitochondrial promoter sequence-specific DNA binding / mitochondrial transcription factor activity / transcription initiation at mitochondrial promoter / mitochondrial transcription / mitochondrial genome maintenance / DNA primase activity / DNA replication, synthesis of primer / positive regulation of DNA-templated transcription, elongation / mitochondrial nucleoid / 転移酵素; 一炭素原子の基を移すもの; メチル基を移すもの / methyltransferase activity / ミトコンドリア / DNA-directed 5'-3' RNA polymerase activity / ポリメラーゼ / メチル化 / ミトコンドリアマトリックス / ミトコンドリア / DNA binding / RNA binding / 細胞質
類似検索 - 分子機能
Mitochondrial transcription factor Mtf1 / DNA-directed RNA polymerase, helix hairpin domain superfamily / DNA-directed RNA polymerase, N-terminal / DNA-directed RNA polymerase, N-terminal domain superfamily / DNA-directed RNA polymerase N-terminal / Bacteriophage-type RNA polymerase family active site signature 1. / DNA-directed RNA polymerase N-terminal / DNA-directed RNA polymerase, phage-type / : / RNAポリメラーゼ ...Mitochondrial transcription factor Mtf1 / DNA-directed RNA polymerase, helix hairpin domain superfamily / DNA-directed RNA polymerase, N-terminal / DNA-directed RNA polymerase, N-terminal domain superfamily / DNA-directed RNA polymerase N-terminal / Bacteriophage-type RNA polymerase family active site signature 1. / DNA-directed RNA polymerase N-terminal / DNA-directed RNA polymerase, phage-type / : / RNAポリメラーゼ / Bacteriophage-type RNA polymerase family active site signature 2. / rRNA adenine dimethylase-like, C-terminal / Ribosomal RNA adenine methyltransferase KsgA/Erm / Ribosomal RNA adenine dimethylase / rRNA adenine N(6)-methyltransferase family profile. / S-adenosyl-L-methionine-dependent methyltransferase superfamily / DNA/RNA polymerase superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
DNA-directed RNA polymerase, mitochondrial / Mitochondrial transcription factor 1
類似検索 - 構成要素
生物種Saccharomyces cerevisiae S288C (パン酵母)
手法単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.39 Å
データ登録者Goovaerts Q / Shen J / Patel SS / Das K
資金援助 ベルギー, 1件
OrganizationGrant number国
KU Leuven ベルギー
引用ジャーナル: Nature / 年: 2023
タイトル: Structures illustrate step-by-step mitochondrial transcription initiation.
著者: Quinten Goovaerts / Jiayu Shen / Brent De Wijngaert / Urmimala Basu / Smita S Patel / Kalyan Das /
要旨: Transcription initiation is a key regulatory step in gene expression during which RNA polymerase (RNAP) initiates RNA synthesis de novo, and the synthesized RNA at a specific length triggers the ...Transcription initiation is a key regulatory step in gene expression during which RNA polymerase (RNAP) initiates RNA synthesis de novo, and the synthesized RNA at a specific length triggers the transition to the elongation phase. Mitochondria recruit a single-subunit RNAP and one or two auxiliary factors to initiate transcription. Previous studies have revealed the molecular architectures of yeast and human mitochondrial RNAP initiation complexes (ICs). Here we provide a comprehensive, stepwise mechanism of transcription initiation by solving high-resolution cryogenic electron microscopy (cryo-EM) structures of yeast mitochondrial RNAP and the transcription factor Mtf1 catalysing two- to eight-nucleotide RNA synthesis at single-nucleotide addition steps. The growing RNA-DNA is accommodated in the polymerase cleft by template scrunching and non-template reorganization, creating stressed intermediates. During early initiation, non-template strand scrunching and unscrunching destabilize the short two- and three-nucleotide RNAs, triggering abortive synthesis. Subsequently, the non-template reorganizes into a base-stacked staircase-like structure supporting processive five- to eight-nucleotide RNA synthesis. The expanded non-template staircase and highly scrunched template in IC8 destabilize the promoter interactions with Mtf1 to facilitate initiation bubble collapse and promoter escape for the transition from initiation to the elongation complex (EC). The series of transcription initiation steps, each guided by the interplay of multiple structural components, reveal a finely tuned mechanism for potential regulatory control.
履歴
登録2022年8月24日-
ヘッダ(付随情報) 公開2023年8月30日-
マップ公開2023年8月30日-
更新2023年11月1日-
現状2023年11月1日処理サイト: PDBe / 状態: 公開

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構造の表示

添付画像

emd_15664.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_15664.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 8.4 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES)
ボクセルのサイズX=Y=Z: 0.97 Å
密度
表面レベル登録者による: 0.024226
最小 - 最大-0.18544346 - 0.41426796
平均 (標準偏差)0.00019720885 (±0.02420121)
対称性空間群: 1
詳細

EMDB XML:

マップ形状
Axis orderXYZ
Origin000
サイズ130130130
Spacing130130130
セルA=B=C: 126.100006 Å
α=β=γ: 90.0 °

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添付データ

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マスク #1

ファイルemd_15664_msk_1.map
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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ハーフマップ: #2

ファイルemd_15664_half_map_1.map
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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ハーフマップ: #1

ファイルemd_15664_half_map_2.map
投影像・断面図
軸ZYX

投影像

断面 (1/2)
密度ヒストグラム

ヒストグラム

ヒストグラム (対数)

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試料の構成要素

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全体 : yeast mitochondrial RNA polymerase transcription initiation compl...

全体名称: yeast mitochondrial RNA polymerase transcription initiation complex with 5-mer RNA, pppGpGpApApA (IC5)
要素
  • 複合体: yeast mitochondrial RNA polymerase transcription initiation complex with 5-mer RNA, pppGpGpApApA (IC5)
    • 複合体: DNA-directed RNA polymerase, mitochondrialポリメラーゼ
      • タンパク質・ペプチド: DNA-directed RNA polymerase, mitochondrialポリメラーゼ
    • 複合体: DNA (36-mer)
      • DNA: DNA (36-MER)
      • DNA: DNA (36-MER)
    • 複合体: Mitochondrial transcription factor 1
      • タンパク質・ペプチド: Mitochondrial transcription factor 1
    • 複合体: RNA (pppGpGpApApA)
      • RNA: RNA (pppGpGpApApA)
  • リガンド: GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATEグアノシン三リン酸

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超分子 #1: yeast mitochondrial RNA polymerase transcription initiation compl...

超分子名称: yeast mitochondrial RNA polymerase transcription initiation complex with 5-mer RNA, pppGpGpApApA (IC5)
タイプ: complex / ID: 1 / 親要素: 0 / 含まれる分子: #1-#5
分子量理論値: 143 KDa

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超分子 #2: DNA-directed RNA polymerase, mitochondrial

超分子名称: DNA-directed RNA polymerase, mitochondrial / タイプ: complex / ID: 2 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #2
由来(天然)生物種: Saccharomyces cerevisiae S288C (パン酵母)

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超分子 #3: DNA (36-mer)

超分子名称: DNA (36-mer) / タイプ: complex / ID: 3 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #3-#4 / 詳細: 15S mitochondria
由来(天然)生物種: Saccharomyces cerevisiae S288C (パン酵母)

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超分子 #4: Mitochondrial transcription factor 1

超分子名称: Mitochondrial transcription factor 1 / タイプ: complex / ID: 4 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #1
由来(天然)生物種: Saccharomyces cerevisiae S288C (パン酵母)

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超分子 #5: RNA (pppGpGpApApA)

超分子名称: RNA (pppGpGpApApA) / タイプ: complex / ID: 5 / 親要素: 1 / 含まれる分子: #5
由来(天然)生物種: Saccharomyces cerevisiae S288C (パン酵母)

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分子 #1: Mitochondrial transcription factor 1

分子名称: Mitochondrial transcription factor 1 / タイプ: protein_or_peptide / ID: 1 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO
EC番号: 転移酵素; 一炭素原子の基を移すもの; メチル基を移すもの
由来(天然)生物種: Saccharomyces cerevisiae S288C (パン酵母) / 株: ATCC 204508 / S288c
分子量理論値: 41.151203 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列: MGGSHHHHHH GMASSVPIPG IKDISKLKFF YGFKYLWNPT VYNKIFDKLD LTKTYKHPEE LKVLDLYPGV GIQSAIFYNK YCPRQYSLL EKRSSLYKFL NAKFEGSPLQ ILKRDPYDWS TYSNLIDEER IFVPEVQSSD HINDKFLTVA NVTGEGSEGL I MQWLSCIG ...文字列:
MGGSHHHHHH GMASSVPIPG IKDISKLKFF YGFKYLWNPT VYNKIFDKLD LTKTYKHPEE LKVLDLYPGV GIQSAIFYNK YCPRQYSLL EKRSSLYKFL NAKFEGSPLQ ILKRDPYDWS TYSNLIDEER IFVPEVQSSD HINDKFLTVA NVTGEGSEGL I MQWLSCIG NKNWLYRFGK VKMLLWMPST TARKLLARPG MHSRSKCSVV REAFTDTKLI AISDANELKG FDSQCIEEWD PI LFSAAEI WPTKGKPIAL VEMDPIDFDF DVDNWDYVTR HLMILKRTPL NTVMDSLGHG GQQYFNSRIT DKDLLKKCPI DLT NDEFIY LTKLFMEWPF KPDILMDFVD MYQTEHSG

UniProtKB: Mitochondrial transcription factor 1

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分子 #2: DNA-directed RNA polymerase, mitochondrial

分子名称: DNA-directed RNA polymerase, mitochondrial / タイプ: protein_or_peptide / ID: 2 / 詳細: Residues 101-1351 / コピー数: 1 / 光学異性体: LEVO / EC番号: ポリメラーゼ
由来(天然)生物種: Saccharomyces cerevisiae S288C (パン酵母) / 株: ATCC 204508 / S288c
分子量理論値: 143.282656 KDa
組換発現生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
配列文字列: GAMGSGIQRP SAVTSMTRTR DVMQLWSLLE ACLQSNLMKR AFSILESLYL VPEHKQRFIE DYNMYLNSFS KNDPNFPILK MNEKLTNDL ETSFKDVNYN DKTLAIMIHH ALNFHSTTSS MLLKPIISAY LKMSVNGIRE IFSCLDILTI SDLNILMNDL K VITPSQLP ...文字列:
GAMGSGIQRP SAVTSMTRTR DVMQLWSLLE ACLQSNLMKR AFSILESLYL VPEHKQRFIE DYNMYLNSFS KNDPNFPILK MNEKLTNDL ETSFKDVNYN DKTLAIMIHH ALNFHSTTSS MLLKPIISAY LKMSVNGIRE IFSCLDILTI SDLNILMNDL K VITPSQLP NSVRPILESL TLSPTPVNNI ENEEGLNKVE AENDSKLHKA SNASSDSIKK PSLDPLREVS FHGSTEVLSK DA EKLIAVD TIGMRVIRHT LLGLSLTPEQ KEQISKFKFD ANDNVLKMKP TKNDDNNNSI NFFEIYNSLP TLEEKKAFES ALN IFNQDR QKVLENRATE AARERWKHDF EEAKARGDIS IEKNLNVKLW KWYNEMLPLV KEEINHCRSL LSEKLSDKKG LNKV DTNRL GYGPYLTLID PGKMCVITIL ELLKLNSTGG VIEGMRTARA VISVGKAIEM EFRSEQVLKS ESQAFRDVNK KSPEF KKLV QNAKSVFRSS QIEQSKILWP QSIRARIGSV LISMLIQVAK VSVQGVDPVT KAKVHGEAPA FAHGYQYHNG SKLGVL KIH KTLIRQLNGE RLIASVQPQL LPMLVEPKPW VNWRSGGYHY TQSTLLRTKD SPEQVAYLKA ASDNGDIDRV YDGLNVL GR TPWTVNRKVF DVVSQVWNKG EGFLDIPGAQ DEMVLPPAPP KNSDPSILRA WKLQVKTIAN KFSSDRSNRC DTNYKLEI A RAFLGEKLYF PHNLDFRGRA YPLSPHFNHL GNDMSRGLLI FWHGKKLGPS GLKWLKIHLS NLFGFDKLPL KDRVAFTES HLQDIKDSAE NPLTGDRWWT TADKPWQALA TCFELNEVMK MDNPEEFISH QPVHQDGTCN GLQHYAALGG DVEGATQVNL VPSDKPQDV YAHVARLVQK RLEIAAEKGD ENAKILKDKI TRKVVKQTVM TNVYGVTYVG ATFQIAKQLS PIFDDRKESL D FSKYLTKH VFSAIRELFH SAHLIQDWLG ESAKRISKSI RLDVDEKSFK NGNKPDFMSS VIWTTPLGLP IVQPYREESK KQ VETNLQT VFISDPFAVN PVNARRQKAG LPPNFIHSLD ASHMLLSAAE CGKQGLDFAS VHDSYWTHAS DIDTMNVVLR EQF IKLHEV DLVLRLKEEF DQRYKNYVKI GKLKRSTDLA QKIIRIRKDL SRKLGRSTTL ADEIYFEKKR QELLNSPLIE DRNV GEKMV TTVSLFEDIT DLDALELENG GDENSGMSVL LPLRLPEIPP KGDFDVTVLR NSQYFFS

UniProtKB: DNA-directed RNA polymerase, mitochondrial

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分子 #3: DNA (36-MER)

分子名称: DNA (36-MER) / タイプ: dna / ID: 3 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: Saccharomyces cerevisiae S288C (パン酵母)
分子量理論値: 11.164266 KDa
配列文字列:
(DC)(DG)(DA)(DA)(DT)(DA)(DA)(DG)(DT)(DA) (DT)(DT)(DG)(DA)(DT)(DA)(DT)(DA)(DA)(DG) (DT)(DA)(DA)(DA)(DA)(DA)(DT)(DG)(DC) (DA)(DT)(DA)(DA)(DT)(DG)(DC)

+
分子 #4: DNA (36-MER)

分子名称: DNA (36-MER) / タイプ: dna / ID: 4 / コピー数: 1 / 分類: DNA
由来(天然)生物種: Saccharomyces cerevisiae S288C (パン酵母)
分子量理論値: 10.985101 KDa
配列文字列:
(DG)(DC)(DA)(DT)(DT)(DA)(DT)(DG)(DC)(DA) (DT)(DT)(DT)(DC)(DC)(DG)(DA)(DC)(DA)(DA) (DT)(DA)(DT)(DC)(DA)(DA)(DT)(DA)(DC) (DT)(DT)(DA)(DT)(DT)(DC)(DG)

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分子 #5: RNA (pppGpGpApApA)

分子名称: RNA (pppGpGpApApA) / タイプ: rna / ID: 5 / コピー数: 1
由来(天然)生物種: Saccharomyces cerevisiae S288C (パン酵母)
分子量理論値: 1.287866 KDa
配列文字列:
GAAA

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分子 #6: GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE

分子名称: GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / タイプ: ligand / ID: 6 / コピー数: 1 / 式: GTP
分子量理論値: 523.18 Da
Chemical component information

ChemComp-GTP:
GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE / GTP / GTP, エネルギー貯蔵分子*YM / グアノシン三リン酸

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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0.9 mg/mL
緩衝液pH: 7
詳細: 50 mM Bis-Tris propane; 100 mM NaCl, 5 mM MgCl2, 1 mM EDTA, 2 mM DTT
グリッドモデル: Quantifoil R1.2/1.3 / 材質: COPPER / メッシュ: 300 / 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: GLOW DISCHARGE / 前処理 - 時間: 45 sec. / 前処理 - 雰囲気: AIR / 前処理 - 気圧: 0.03 kPa
凍結凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 95 % / チャンバー内温度: 281.15 K / 装置: LEICA EM GP / 詳細: 3 ul sample, back blotting for 12 seconds.

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電子顕微鏡法

顕微鏡TFS GLACIOS
電子線加速電圧: 200 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN
電子光学系C2レンズ絞り径: 50.0 µm / 最大 デフォーカス（補正後）: 2.6 µm / 最小 デフォーカス（補正後）: 0.55 µm / 照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELDBright-field microscopy / Cs: 2.7 mm / 最大 デフォーカス（公称値）: 2.2 µm / 最小 デフォーカス（公称値）: 0.8 µm / 倍率（公称値）: 150000
特殊光学系エネルギーフィルター - スリット幅: 20 eV
試料ステージ試料ホルダーモデル: OTHER / ホルダー冷却材: NITROGEN
撮影フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON III (4k x 4k)
検出モード: COUNTING / 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 602 / 平均露光時間: 38.48 sec. / 平均電子線量: 40.0 e/Å2

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画像解析

粒子像選択選択した数: 549988
初期モデルモデルのタイプ: PDB ENTRY
PDBモデル - PDB ID:

6ymv

初期 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.1)
最終 3次元分類ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.1)
最終 角度割当タイプ: MAXIMUM LIKELIHOOD / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.1)
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: 3.39 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / ソフトウェア - 名称: RELION (ver. 3.1) / 使用した粒子像数: 91298
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:

6ymv


Chain - Source name: PDB / Chain - Initial model type: experimental model
詳細Realspace refinement
精密化空間: REAL / プロトコル: FLEXIBLE FIT / 温度因子: 140 / 当てはまり具合の基準: Correlation coefficient
得られたモデル

PDB-8atv:
Cryo-EM structure of yeast mitochondrial RNA polymerase transcription initiation complex with 5-mer RNA, pppGpGpApApA (IC5)

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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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