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基本情報
登録情報 | ![]() | |||||||||
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タイトル | Cryo-EM structure of yeast mitochondrial RNA polymerase transcription initiation complex with 8-mer RNA, pppGpGpUpApApApUpG (IC8) | |||||||||
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![]() | gene transcription / polymerase / RDRP / MTF1 / RPO41 / POLRMT / mtRNAP / DNA / transcription initiation / RNA polymerase / mitochondria / IC8 / TRANSCRIPTION | |||||||||
機能・相同性 | ![]() Mitochondrial transcription initiation / mitochondrial DNA-directed RNA polymerase complex / mitochondrial transcription factor activity / transcription initiation at mitochondrial promoter / mitochondrial promoter sequence-specific DNA binding / 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 transcription factor activity / transcription initiation at mitochondrial promoter / mitochondrial promoter sequence-specific DNA binding / 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 / mitochondrial intermembrane space / DNA-directed 5'-3' RNA polymerase activity / DNA-directed RNA polymerase / methylation / mitochondrial matrix / mitochondrion / DNA binding / RNA binding / cytoplasm 類似検索 - 分子機能 | |||||||||
生物種 | ![]() ![]() | |||||||||
手法 | 単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.62 Å | |||||||||
![]() | Goovaerts Q / Shen J / Patel SS / Das K | |||||||||
資金援助 | ![]()
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![]() | ![]() 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 |
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構造の表示
添付画像 |
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ダウンロードとリンク
-EMDBアーカイブ
マップデータ | ![]() | 7.8 MB | ![]() | |
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ヘッダ (付随情報) | ![]() ![]() | 28.5 KB 28.5 KB | 表示 表示 | ![]() |
FSC (解像度算出) | ![]() | 8 KB | 表示 | ![]() |
画像 | ![]() | 49.9 KB | ||
マスクデータ | ![]() | 8.4 MB | ![]() | |
Filedesc metadata | ![]() | 8 KB | ||
その他 | ![]() ![]() | 7.8 MB 7.8 MB | ||
アーカイブディレクトリ | ![]() ![]() | HTTPS FTP |
-検証レポート
文書・要旨 | ![]() | 919.8 KB | 表示 | ![]() |
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文書・詳細版 | ![]() | 919.3 KB | 表示 | |
XML形式データ | ![]() | 12.6 KB | 表示 | |
CIF形式データ | ![]() | 16.3 KB | 表示 | |
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-関連構造データ
関連構造データ | ![]() 8c5uMC ![]() 8ap1C ![]() 8attC ![]() 8atvC ![]() 8atwC ![]() 8c5sC ![]() 8q63C C: 同じ文献を引用 ( M: このマップから作成された原子モデル |
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類似構造データ | 類似検索 - 機能・相同性 ![]() |
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リンク
EMDBのページ | ![]() ![]() |
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「今月の分子」の関連する項目 |
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マップ
ファイル | ![]() | ||||||||||||||||||||
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ボクセルのサイズ | X=Y=Z: 0.97 Å | ||||||||||||||||||||
密度 |
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対称性 | 空間群: 1 | ||||||||||||||||||||
詳細 | EMDB XML:
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-添付データ
-マスク #1
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投影像・断面図 |
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密度ヒストグラム |
-ハーフマップ: #2
ファイル | emd_16443_half_map_1.map | ||||||||||||
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投影像・断面図 |
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密度ヒストグラム |
-ハーフマップ: #1
ファイル | emd_16443_half_map_2.map | ||||||||||||
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投影像・断面図 |
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密度ヒストグラム |
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試料の構成要素
+全体 : yeast mitochondrial RNA polymerase transcription initiation compl...
+超分子 #1: yeast mitochondrial RNA polymerase transcription initiation compl...
+超分子 #2: DNA-directed RNA polymerase, mitochondrial
+超分子 #3: DNA (37-mer)
+超分子 #4: Mitochondrial transcription factor 1
+超分子 #5: RNA (pppGpGpUpApApApUpG)
+分子 #1: Mitochondrial transcription factor 1
+分子 #2: DNA-directed RNA polymerase, mitochondrial
+分子 #3: Non-template DNA (37-MER)
+分子 #4: Template DNA (37-MER)
+分子 #5: RNA (pppGpGpUpApApApUpG)
+分子 #6: GUANOSINE-5'-TRIPHOSPHATE
-実験情報
-構造解析
手法 | クライオ電子顕微鏡法 |
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![]() | 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 | 0.5 mg/mL |
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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: GOLD / 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 |
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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: 1409 / 平均露光時間: 37.06 sec. / 平均電子線量: 40.0 e/Å2 |
電子線 | 加速電圧: 200 kV / 電子線源: ![]() |
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 FIELD / Cs: 2.7 mm / 最大 デフォーカス(公称値): 1.8 µm / 最小 デフォーカス(公称値): 0.8 µm / 倍率(公称値): 150000 |
試料ステージ | 試料ホルダーモデル: OTHER / ホルダー冷却材: NITROGEN |
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画像解析
-原子モデル構築 1
詳細 | Realspace refinement |
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精密化 | 空間: REAL / プロトコル: FLEXIBLE FIT / 温度因子: 80 / 当てはまり具合の基準: Correlation coefficient |
得られたモデル | ![]() PDB-8c5u: |