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万見
- PDB-8fvw: CryoEM structure of E.coli transcription elongation complex bound... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8fvw
タイトルCryoEM structure of E.coli transcription elongation complex bound to ppGpp
要素
  • (DNA (53-MER)) x 2
  • (DNA-directed RNA polymerase subunit ...ポリメラーゼ) x 4
  • RNA (16-MER)
キーワードTRANSCRIPTION/DNA/RNA / Transcription elongation / Second messager / ppGpp / DNA repair (DNA修復) / TRANSCRIPTION-DNA-RNA complex
機能・相同性
機能・相同性情報


RNA polymerase complex / submerged biofilm formation / cellular response to cell envelope stress / cytosolic DNA-directed RNA polymerase complex / regulation of DNA-templated transcription initiation / bacterial-type flagellum assembly / bacterial-type flagellum-dependent cell motility / nitrate assimilation / transcription elongation factor complex / regulation of DNA-templated transcription elongation ...RNA polymerase complex / submerged biofilm formation / cellular response to cell envelope stress / cytosolic DNA-directed RNA polymerase complex / regulation of DNA-templated transcription initiation / bacterial-type flagellum assembly / bacterial-type flagellum-dependent cell motility / nitrate assimilation / transcription elongation factor complex / regulation of DNA-templated transcription elongation / transcription antitermination / 運動性 / DNA-templated transcription initiation / ribonucleoside binding / DNA-directed 5'-3' RNA polymerase activity / ポリメラーゼ / response to heat / protein-containing complex assembly / intracellular iron ion homeostasis / protein dimerization activity / response to antibiotic / magnesium ion binding / DNA binding / zinc ion binding / 生体膜 / 細胞質基質 / 細胞質
類似検索 - 分子機能
DNA-directed RNA polymerase, omega subunit / DNA-directed RNA polymerase, subunit beta-prime, bacterial type / DNA-directed RNA polymerase, beta subunit, external 1 domain superfamily / DNA-directed RNA polymerase, beta subunit, external 1 domain / RNA polymerase beta subunit external 1 domain / RNA polymerase, alpha subunit, C-terminal / Bacterial RNA polymerase, alpha chain C terminal domain / DNA-directed RNA polymerase, alpha subunit / DNA-directed RNA polymerase beta subunit, bacterial-type / RNA polymerase Rpb6 ...DNA-directed RNA polymerase, omega subunit / DNA-directed RNA polymerase, subunit beta-prime, bacterial type / DNA-directed RNA polymerase, beta subunit, external 1 domain superfamily / DNA-directed RNA polymerase, beta subunit, external 1 domain / RNA polymerase beta subunit external 1 domain / RNA polymerase, alpha subunit, C-terminal / Bacterial RNA polymerase, alpha chain C terminal domain / DNA-directed RNA polymerase, alpha subunit / DNA-directed RNA polymerase beta subunit, bacterial-type / RNA polymerase Rpb6 / RNA polymerase, subunit omega/Rpo6/RPB6 / RNA polymerase Rpb6 / RNA polymerase Rpb1, domain 3 superfamily / RNA polymerase Rpb1, clamp domain superfamily / RPB6/omega subunit-like superfamily / DNA-directed RNA polymerase, subunit beta-prime / RNA polymerase Rpb2, domain 2 superfamily / RNA polymerase Rpb1, domain 3 / RNA polymerase Rpb1, domain 3 / RNA polymerase Rpb1, domain 1 / RNA polymerase Rpb1, domain 1 / RNA polymerase, alpha subunit / RNA polymerase Rpb1, domain 4 / RNA polymerase Rpb1, domain 2 / RNA polymerase Rpb1, domain 4 / RNA polymerase, beta subunit, protrusion / RNA polymerase beta subunit / RNA polymerase, N-terminal / RNA polymerase Rpb1, funnel domain superfamily / RNA polymerase I subunit A N-terminus / RNA polymerase Rpb1, domain 5 / RNA polymerase Rpb1, domain 5 / DNA-directed RNA polymerase, insert domain / DNA-directed RNA polymerase, RpoA/D/Rpb3-type / RNA polymerase Rpb3/RpoA insert domain / RNA polymerase Rpb3/Rpb11 dimerisation domain / RNA polymerases D / DNA-directed RNA polymerase, insert domain superfamily / RNA polymerase, RBP11-like subunit / RNA polymerase Rpb2, domain 2 / RNA polymerase Rpb2, domain 2 / RNA polymerase, beta subunit, conserved site / RNA polymerase Rpb2, domain 7 / RNA polymerase Rpb2, domain 3 / RNA polymerase Rpb2, OB-fold / RNA polymerase Rpb2, domain 7 / RNA polymerase Rpb2, domain 3 / RNA polymerases beta chain signature. / DNA-directed RNA polymerase, subunit 2, hybrid-binding domain / DNA-directed RNA polymerase, subunit 2 / DNA-directed RNA polymerase, subunit 2, hybrid-binding domain superfamily / RNA polymerase Rpb2, domain 6
類似検索 - ドメイン・相同性
GUANOSINE-5',3'-TETRAPHOSPHATE / デオキシリボ核酸 / DNA (> 10) / リボ核酸 / RNA (> 10) / DNA-directed RNA polymerase subunit alpha / DNA-directed RNA polymerase subunit omega / DNA-directed RNA polymerase subunit beta' / DNA-directed RNA polymerase subunit beta
類似検索 - 構成要素
生物種Escherichia coli K-12 (大腸菌)
Escherichia coli (大腸菌)
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: 2.1 Å
データ登録者Duan, W. / Serganov, A.
資金援助 米国, 5件
組織認可番号国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)GM088118-09 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)2R01GM112940 米国
National Institutes of Health/National Institute of General Medical Sciences (NIH/NIGMS)R01GM126891 米国
Howard Hughes Medical Institute (HHMI) 米国
Blavatnik Family Foundation 米国
引用ジャーナル: Nat Struct Mol Biol / 年: 2023
タイトル: Control of transcription elongation and DNA repair by alarmone ppGpp.
著者: Jacob W Weaver / Sergey Proshkin / Wenqian Duan / Vitaly Epshtein / Manjunath Gowder / Binod K Bharati / Elena Afanaseva / Alexander Mironov / Alexander Serganov / Evgeny Nudler /
要旨: Second messenger (p)ppGpp (collectively guanosine tetraphosphate and guanosine pentaphosphate) mediates bacterial adaptation to nutritional stress by modulating transcription initiation. More ...Second messenger (p)ppGpp (collectively guanosine tetraphosphate and guanosine pentaphosphate) mediates bacterial adaptation to nutritional stress by modulating transcription initiation. More recently, ppGpp has been implicated in coupling transcription and DNA repair; however, the mechanism of ppGpp engagement remained elusive. Here we present structural, biochemical and genetic evidence that ppGpp controls Escherichia coli RNA polymerase (RNAP) during elongation via a specific site that is nonfunctional during initiation. Structure-guided mutagenesis renders the elongation (but not initiation) complex unresponsive to ppGpp and increases bacterial sensitivity to genotoxic agents and ultraviolet radiation. Thus, ppGpp binds RNAP at sites with distinct functions in initiation and elongation, with the latter being important for promoting DNA repair. Our data provide insights on the molecular mechanism of ppGpp-mediated adaptation during stress, and further highlight the intricate relationships between genome stability, stress responses and transcription.
履歴
登録2023年1月19日登録サイト: RCSB / 処理サイト: RCSB
改定 1.02023年4月5日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12023年4月12日Group: Database references / カテゴリ: citation / citation_author
Item: _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _citation_author.name
改定 1.22023年5月31日Group: Database references / カテゴリ: citation
Item: _citation.journal_volume / _citation.page_first / _citation.page_last

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構造の表示

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
D: DNA-directed RNA polymerase subunit alpha
E: DNA-directed RNA polymerase subunit alpha
F: DNA-directed RNA polymerase subunit beta
G: DNA-directed RNA polymerase subunit beta'
H: DNA-directed RNA polymerase subunit omega
A: DNA (53-MER)
C: RNA (16-MER)
B: DNA (53-MER)
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)429,20314
ポリマ－428,3988
非ポリマー8066
水4,053225
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_5551

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要素

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DNA-directed RNA polymerase subunit ... , 4種, 5分子 DEFGH

#1: タンパク質 DNA-directed RNA polymerase subunit alpha / ポリメラーゼ / RNAP subunit alpha / RNA polymerase subunit alpha / Transcriptase subunit alpha


分子量: 36558.680 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Escherichia coli K-12 (大腸菌) / 遺伝子: rpoA, pez, phs, sez, b3295, JW3257 / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: P0A7Z4, ポリメラーゼ
#2: タンパク質 DNA-directed RNA polymerase subunit beta / ポリメラーゼ / RNAP subunit beta / RNA polymerase subunit beta / Transcriptase subunit beta


分子量: 150820.875 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Escherichia coli K-12 (大腸菌)
遺伝子: rpoB, groN, nitB, rif, ron, stl, stv, tabD, b3987, JW3950
発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: P0A8V2, ポリメラーゼ
#3: タンパク質 DNA-directed RNA polymerase subunit beta' / ポリメラーゼ / RNAP subunit beta' / RNA polymerase subunit beta' / Transcriptase subunit beta'


分子量: 156504.969 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Escherichia coli K-12 (大腸菌) / 遺伝子: rpoC, tabB, b3988, JW3951 / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: P0A8T7, ポリメラーゼ
#4: タンパク質 DNA-directed RNA polymerase subunit omega / ポリメラーゼ / RNAP omega subunit / RNA polymerase omega subunit / Transcriptase subunit omega


分子量: 10249.547 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Escherichia coli K-12 (大腸菌) / 遺伝子: rpoZ, b3649, JW3624 / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: P0A800, ポリメラーゼ

-
DNA鎖 , 2種, 2分子 AB

#5: DNA鎖 DNA (53-MER)


分子量: 16211.382 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) Escherichia coli (大腸菌)
#7: DNA鎖 DNA (53-MER)


分子量: 16269.433 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) Escherichia coli (大腸菌)

-
RNA鎖 , 1種, 1分子 C

#6: RNA鎖 RNA (16-MER)


分子量: 5224.208 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) Escherichia coli (大腸菌)

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非ポリマー , 5種, 231分子

#8: 化合物 ChemComp-G4P / GUANOSINE-5',3'-TETRAPHOSPHATE / guanosine tetraphosphate;ppGpp / ppGpp / Guanosine pentaphosphate


タイプ: RNA linking / 分子量: 603.160 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: C10H17N5O17P4 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION
#9: 化合物 ChemComp-ZN / ZINC ION


分子量: 65.409 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: Zn
#10: 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: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: Mg
#11: 化合物 ChemComp-NA / SODIUM ION / ナトリウムカチオン


分子量: 22.990 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: Na
#12: 水 ChemComp-HOH / water / 水


分子量: 18.015 Da / 分子数: 225 / 由来タイプ: 天然 / 式: H2O

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詳細

研究の焦点であるリガンドがあるかY

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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

構成要素名称: E. coli transcription elongation complex bound to ppGpp (EC-ppGpp)
タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#7 / 由来: MULTIPLE SOURCES
由来(天然)
IDEntity assembly-ID生物種Ncbi tax-ID
21Escherichia coli K-12 (大腸菌)83333
31Escherichia coli (大腸菌)562
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌)
緩衝液pH: 8
詳細: 20 mM HEPES, pH 8.0, 150 mM NaCl, 10 mM MgCl2, 10 uM ZnCl2, 5 mM DTT
試料濃度: 6.5 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES
詳細: Elongation Complex was mixed with 0.1 mM ppGpp (TriLink) for 20 min at room temperature followed by addition of 8 mM CHAPSO.
試料支持グリッドの材料: GOLD / グリッドのサイズ: 300 divisions/in. / グリッドのタイプ: Quantifoil R1.2/1.3
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: 283.15 K

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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 / 倍率（公称値）: 105000 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 1900 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 900 nm / Cs: 2.7 mm / C2レンズ絞り径: 70 µm / アライメント法: COMA FREE
試料ホルダ凍結剤: NITROGEN
試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER
最高温度: 79.95 K / 最低温度: 79.95 K / Residual tilt: 0.05 mradians
撮影平均露光時間: 2 sec. / 電子線照射量: 57.54 e/Å2
フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 BIOQUANTUM (6k x 4k)
撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 4921
電子光学装置エネルギーフィルター名称: GIF Bioquantum / エネルギーフィルタースリット幅: 20 eV
画像スキャンサンプリングサイズ: 5 µm / 横: 5760 / 縦: 4092

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解析

ソフトウェア名称: PHENIX / バージョン: 1.20.1_4487: / 分類: 精密化
EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ
2Leginon3.5画像取得
7UCSF Chimerav1.15モデルフィッティング
8Cootv0.8.9.2モデルフィッティング
9PHENIXv1.17.1モデルフィッティング
11Cootv0.8.9.2モデル精密化
12PHENIXv1.17.1モデル精密化
15cryoSPARC分類
16cryoSPARC３次元再構成
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
粒子像の選択選択した粒子像数: 1001665
詳細: In total, 1,001,665 particles were picked in template-free mode
対称性点対称性: C1 (非対称)
3次元再構成解像度: 2.1 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 643682 / クラス平均像の数: 30 / 対称性のタイプ: POINT
原子モデル構築プロトコル: RIGID BODY FIT
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00326376
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.57335854
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d14.57510223
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0434094
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0054513

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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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