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-基本情報
登録情報 | データベース: EMDB / ID: EMD-40863 | |||||||||||||||||||||||||||
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タイトル | E. coli DNA-directed RNA polymerase transcription elongation complex bound the unnatural dB-UTP base pair in the active site | |||||||||||||||||||||||||||
マップデータ | The full map of E. coli DNA-directed RNA polymerase transcription elongation complex bound the unnatural dB-UTP base pair in the active site | |||||||||||||||||||||||||||
試料 |
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キーワード | complex / unnatural base pairs / synthetic biology / transcription / 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 / DNA-templated transcription initiation / cell motility / ribonucleoside binding / DNA-directed 5'-3' RNA polymerase activity / DNA-directed RNA polymerase / 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 / membrane / cytoplasm / cytosol 類似検索 - 分子機能 | |||||||||||||||||||||||||||
生物種 | Escherichia coli (大腸菌) / synthetic construct (人工物) | |||||||||||||||||||||||||||
手法 | 単粒子再構成法 / クライオ電子顕微鏡法 / 解像度: 3.28 Å | |||||||||||||||||||||||||||
データ登録者 | Shan Z / Lyumkis D / Oh J / Wang D | |||||||||||||||||||||||||||
資金援助 | 米国, 8件
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引用 | ジャーナル: Nat Commun / 年: 2023 タイトル: A unified Watson-Crick geometry drives transcription of six-letter expanded DNA alphabets by E. coli RNA polymerase. 著者: Juntaek Oh / Zelin Shan / Shuichi Hoshika / Jun Xu / Jenny Chong / Steven A Benner / Dmitry Lyumkis / Dong Wang / 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. | |||||||||||||||||||||||||||
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 | emd_40863.map.gz | 60.9 MB | EMDBマップデータ形式 | |
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ヘッダ (付随情報) | emd-40863-v30.xml emd-40863.xml | 31.3 KB 31.3 KB | 表示 表示 | EMDBヘッダ |
画像 | emd_40863.png | 81.5 KB | ||
マスクデータ | emd_40863_msk_1.map | 125 MB | マスクマップ | |
Filedesc metadata | emd-40863.cif.gz | 9.3 KB | ||
その他 | emd_40863_additional_1.map.gz emd_40863_half_map_1.map.gz emd_40863_half_map_2.map.gz | 20.4 MB 115.8 MB 115.8 MB | ||
アーカイブディレクトリ | http://ftp.pdbj.org/pub/emdb/structures/EMD-40863 ftp://ftp.pdbj.org/pub/emdb/structures/EMD-40863 | HTTPS FTP |
-検証レポート
文書・要旨 | emd_40863_validation.pdf.gz | 1 MB | 表示 | EMDB検証レポート |
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文書・詳細版 | emd_40863_full_validation.pdf.gz | 1 MB | 表示 | |
XML形式データ | emd_40863_validation.xml.gz | 14 KB | 表示 | |
CIF形式データ | emd_40863_validation.cif.gz | 16.4 KB | 表示 | |
アーカイブディレクトリ | https://ftp.pdbj.org/pub/emdb/validation_reports/EMD-40863 ftp://ftp.pdbj.org/pub/emdb/validation_reports/EMD-40863 | HTTPS FTP |
-関連構造データ
-リンク
EMDBのページ | EMDB (EBI/PDBe) / EMDataResource |
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「今月の分子」の関連する項目 |
-マップ
ファイル | ダウンロード / ファイル: emd_40863.map.gz / 形式: CCP4 / 大きさ: 125 MB / タイプ: IMAGE STORED AS FLOATING POINT NUMBER (4 BYTES) | ||||||||||||||||||||
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注釈 | The full map of E. coli DNA-directed RNA polymerase transcription elongation complex bound the unnatural dB-UTP base pair in the active site | ||||||||||||||||||||
ボクセルのサイズ | X=Y=Z: 0.83 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
ファイル | emd_40863_msk_1.map | ||||||||||||
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投影像・断面図 |
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密度ヒストグラム |
-追加マップ: The density modified map of E. coli DNA-directed...
ファイル | emd_40863_additional_1.map | ||||||||||||
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注釈 | The density modified map of E. coli DNA-directed RNA polymerase transcription elongation complex bound the unnatural dB-UTP base pair in the active site that used for atomic modeling | ||||||||||||
投影像・断面図 |
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密度ヒストグラム |
-ハーフマップ: The half map2 of E. coli DNA-directed RNA...
ファイル | emd_40863_half_map_1.map | ||||||||||||
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注釈 | The half map2 of E. coli DNA-directed RNA polymerase transcription elongation complex bound the unnatural dB-UTP base pair in the active site | ||||||||||||
投影像・断面図 |
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密度ヒストグラム |
-ハーフマップ: The half map1 of E. coli DNA-directed RNA...
ファイル | emd_40863_half_map_2.map | ||||||||||||
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注釈 | The half map1 of E. coli DNA-directed RNA polymerase transcription elongation complex bound the unnatural dB-UTP base pair in the active site | ||||||||||||
投影像・断面図 |
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密度ヒストグラム |
-試料の構成要素
+全体 : E. coli RNAP transcription elongation complex bound the unnatural...
+超分子 #1: E. coli RNAP transcription elongation complex bound the unnatural...
+分子 #1: Non-template single stranded DNA
+分子 #2: Template single stranded DNA
+分子 #3: DNA-directed RNA polymerase subunit alpha
+分子 #4: DNA-directed RNA polymerase subunit beta
+分子 #5: DNA-directed RNA polymerase subunit beta'
+分子 #7: DNA-directed RNA polymerase subunit omega
+分子 #6: RNA oligomer
+分子 #8: 2'-DEOXYGUANOSINE-5'-MONOPHOSPHATE
+分子 #9: ZINC ION
+分子 #10: MAGNESIUM ION
+分子 #11: URIDINE 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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解析 | 単粒子再構成法 |
試料の集合状態 | particle |
-試料調製
濃度 | 15 mg/mL |
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緩衝液 | pH: 8 / 詳細: 20mM Tris (pH 8.0), 40mM KCl, 5mM DTT and 5mM MgCl2 |
グリッド | モデル: UltrAuFoil R1.2/1.3 / 材質: GOLD / メッシュ: 300 / 支持フィルム - 材質: GOLD / 支持フィルム - トポロジー: HOLEY / 前処理 - タイプ: PLASMA CLEANING / 前処理 - 時間: 20 sec. |
凍結 | 凍結剤: ETHANE / チャンバー内湿度: 90 % |
詳細 | The sample was concentrated to 15mg/ml with 4 mM CHAPSO |
-電子顕微鏡法
顕微鏡 | FEI TITAN KRIOS |
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特殊光学系 | 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 |
撮影 | フィルム・検出器のモデル: GATAN K2 QUANTUM (4k x 4k) 実像数: 5300 / 平均電子線量: 33.8 e/Å2 |
電子線 | 加速電圧: 300 kV / 電子線源: FIELD EMISSION GUN |
電子光学系 | C2レンズ絞り径: 70.0 µm / 倍率(補正後): 60240 / 照射モード: FLOOD BEAM / 撮影モード: BRIGHT FIELD / 最大 デフォーカス(公称値): 2.5 µm / 最小 デフォーカス(公称値): 1.0 µm |
試料ステージ | 試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER ホルダー冷却材: NITROGEN |
実験機器 | モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company |
+画像解析
-原子モデル構築 1
初期モデル | Chain - Source name: Other / Chain - Initial model type: experimental model / 詳細: Used dB-STP atomic model |
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精密化 | 空間: REAL / プロトコル: FLEXIBLE FIT |
得られたモデル | PDB-8sy6: |