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タイトルA unified Watson-Crick geometry drives transcription of six-letter expanded DNA alphabets by E. coli RNA polymerase.
ジャーナル・号・ページNat Commun, Vol. 14, Issue 1, Page 8219, Year 2023
掲載日2023年12月12日
著者Juntaek Oh / Zelin Shan / Shuichi Hoshika / Jun Xu / Jenny Chong / Steven A Benner / Dmitry Lyumkis / Dong Wang /
PubMed 要旨Artificially Expanded Genetic Information Systems (AEGIS) add independently replicable unnatural nucleotide pairs to the natural G:C and A:T/U pairs found in native DNA, joining the unnatural pairs ...Artificially Expanded Genetic Information Systems (AEGIS) add independently replicable unnatural nucleotide pairs to the natural G:C and A:T/U pairs found in native DNA, joining the unnatural pairs through alternative modes of hydrogen bonding. Whether and how AEGIS pairs are recognized and processed by multi-subunit cellular RNA polymerases (RNAPs) remains unknown. Here, we show that E. coli RNAP selectively recognizes unnatural nucleobases in a six-letter expanded genetic system. High-resolution cryo-EM structures of three RNAP elongation complexes containing template-substrate UBPs reveal the shared principles behind the recognition of AEGIS and natural base pairs. In these structures, RNAPs are captured in an active state, poised to perform the chemistry step. At this point, the unnatural base pair adopts a Watson-Crick geometry, and the trigger loop is folded into an active conformation, indicating that the mechanistic principles underlying recognition and incorporation of natural base pairs also apply to AEGIS unnatural base pairs. These data validate the design philosophy of AEGIS unnatural basepairs. Further, we provide structural evidence supporting a long-standing hypothesis that pair mismatch during transcription occurs via tautomerization. Together, our work highlights the importance of Watson-Crick complementarity underlying the design principles of AEGIS base pair recognition.
リンクNat Commun / PubMed:38086811 / PubMed Central
手法EM (単粒子)
解像度2.65 - 3.28 Å
構造データ

40862

8sy5

EMDB-40862, PDB-8sy5:
E. coli DNA-directed RNA polymerase transcription elongation complex bound the unnatural dS-BTP base pair in the active site
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.7 Å

40863

8sy6

EMDB-40863, PDB-8sy6:
E. coli DNA-directed RNA polymerase transcription elongation complex bound the unnatural dB-UTP base pair in the active site
手法: EM (単粒子) / 解像度: 3.28 Å

40864

8sy7

EMDB-40864, PDB-8sy7:
E. coli DNA-directed RNA polymerase transcription elongation complex bound the unnatural dB-STP base pair in the active site
手法: EM (単粒子) / 解像度: 2.65 Å

化合物

ChemComp-ZN:
Unknown entry

ChemComp-MG:
Unknown entry / マグネシウムジカチオン

ChemComp-X0F:
2-oxo-2-hydroadenosine 5'-(tetrahydrogen triphosphate) / 2-OH-ATP

ChemComp-HOH:
WATER / 水

ChemComp-DGP:
2'-DEOXYGUANOSINE-5'-MONOPHOSPHATE / dGMP / デオキシグアノシン一リン酸

ChemComp-UTP:
URIDINE 5'-TRIPHOSPHATE / UTP / UTP*YM / ウリジン三リン酸

ChemComp-X0O:
[[(2~{R},3~{S},4~{R},5~{S})-5-(4-azanyl-1-methyl-2-oxidanylidene-pyrimidin-5-yl)-3,4-bis(oxidanyl)oxolan-2-yl]methoxy-oxidanyl-phosphoryl] phosphono hydrogen phosphate

由来
  • escherichia coli (大腸菌)
  • synthetic construct (人工物)
キーワードTRANSCRIPTION/DNA/RNA / complex / unnatural base pairs / synthetic biology (合成生物学) / transcription (転写 (生物学)) / TRANSCRIPTION-DNA-RNA complex

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万見文献について

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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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関連情報:EMDB / PDB / SASBDB / 万見 (Yorodumi) / EMN文献 / 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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