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-基本情報
登録情報 | データベース: PDB / ID: 4v6t | ||||||||||||
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タイトル | Structure of the bacterial ribosome complexed by tmRNA-SmpB and EF-G during translocation and MLD-loading | ||||||||||||
要素 |
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キーワード | RIBOSOME / trans-translation / MLD-loading / translocation | ||||||||||||
機能・相同性 | 機能・相同性情報 stringent response / ornithine decarboxylase inhibitor activity / transcription antitermination factor activity, RNA binding / misfolded RNA binding / Group I intron splicing / RNA folding / transcriptional attenuation / endoribonuclease inhibitor activity / RNA-binding transcription regulator activity / positive regulation of ribosome biogenesis ...stringent response / ornithine decarboxylase inhibitor activity / transcription antitermination factor activity, RNA binding / misfolded RNA binding / Group I intron splicing / RNA folding / transcriptional attenuation / endoribonuclease inhibitor activity / RNA-binding transcription regulator activity / positive regulation of ribosome biogenesis / negative regulation of cytoplasmic translation / four-way junction DNA binding / translational termination / DnaA-L2 complex / translation repressor activity / negative regulation of DNA-templated DNA replication initiation / negative regulation of translational initiation / regulation of mRNA stability / mRNA regulatory element binding translation repressor activity / ribosome assembly / positive regulation of RNA splicing / assembly of large subunit precursor of preribosome / transcription elongation factor complex / regulation of DNA-templated transcription elongation / cytosolic ribosome assembly / DNA endonuclease activity / response to reactive oxygen species / transcription antitermination / regulation of cell growth / DNA-templated transcription termination / maintenance of translational fidelity / response to radiation / mRNA 5'-UTR binding / ribosomal small subunit biogenesis / large ribosomal subunit / small ribosomal subunit rRNA binding / ribosome biogenesis / ribosome binding / regulation of translation / ribosomal small subunit assembly / ribosomal large subunit assembly / small ribosomal subunit / transferase activity / large ribosomal subunit rRNA binding / 5S rRNA binding / cytosolic small ribosomal subunit / cytoplasmic translation / cytosolic large ribosomal subunit / tRNA binding / molecular adaptor activity / negative regulation of translation / rRNA binding / ribosome / structural constituent of ribosome / translation / response to antibiotic / negative regulation of DNA-templated transcription / mRNA binding / DNA binding / RNA binding / zinc ion binding / membrane / cytosol / cytoplasm 類似検索 - 分子機能 | ||||||||||||
生物種 | 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: 8.3 Å | ||||||||||||
データ登録者 | Ramrath, D.J.F. / Yamamoto, H. / Rother, K. / Wittek, D. / Pech, M. / Mielke, T. / Loerke, J. / Scheerer, P. / Ivanov, P. / Teraoka, Y. ...Ramrath, D.J.F. / Yamamoto, H. / Rother, K. / Wittek, D. / Pech, M. / Mielke, T. / Loerke, J. / Scheerer, P. / Ivanov, P. / Teraoka, Y. / Shpanchenko, O. / Nierhaus, K.H. / Spahn, C.M.T. | ||||||||||||
引用 | ジャーナル: Nature / 年: 2012 タイトル: The complex of tmRNA-SmpB and EF-G on translocating ribosomes. 著者: David J F Ramrath / Hiroshi Yamamoto / Kristian Rother / Daniela Wittek / Markus Pech / Thorsten Mielke / Justus Loerke / Patrick Scheerer / Pavel Ivanov / Yoshika Teraoka / Olga Shpanchenko ...著者: David J F Ramrath / Hiroshi Yamamoto / Kristian Rother / Daniela Wittek / Markus Pech / Thorsten Mielke / Justus Loerke / Patrick Scheerer / Pavel Ivanov / Yoshika Teraoka / Olga Shpanchenko / Knud H Nierhaus / Christian M T Spahn / 要旨: Bacterial ribosomes stalled at the 3' end of malfunctioning messenger RNAs can be rescued by transfer-messenger RNA (tmRNA)-mediated trans-translation. The SmpB protein forms a complex with the ...Bacterial ribosomes stalled at the 3' end of malfunctioning messenger RNAs can be rescued by transfer-messenger RNA (tmRNA)-mediated trans-translation. The SmpB protein forms a complex with the tmRNA, and the transfer-RNA-like domain (TLD) of the tmRNA then enters the A site of the ribosome. Subsequently, the TLD-SmpB module is translocated to the P site, a process that is facilitated by the elongation factor EF-G, and translation is switched to the mRNA-like domain (MLD) of the tmRNA. Accurate loading of the MLD into the mRNA path is an unusual initiation mechanism. Despite various snapshots of different ribosome-tmRNA complexes at low to intermediate resolution, it is unclear how the large, highly structured tmRNA is translocated and how the MLD is loaded. Here we present a cryo-electron microscopy reconstruction of a fusidic-acid-stalled ribosomal 70S-tmRNA-SmpB-EF-G complex (carrying both of the large ligands, that is, EF-G and tmRNA) at 8.3 Å resolution. This post-translocational intermediate (TI(POST)) presents the TLD-SmpB module in an intrasubunit ap/P hybrid site and a tRNA(fMet) in an intrasubunit pe/E hybrid site. Conformational changes in the ribosome and tmRNA occur in the intersubunit space and on the solvent side. The key underlying event is a unique extra-large swivel movement of the 30S head, which is crucial for both tmRNA-SmpB translocation and MLD loading, thereby coupling translocation to MLD loading. This mechanism exemplifies the versatile, dynamic nature of the ribosome, and it shows that the conformational modes of the ribosome that normally drive canonical translation can also be used in a modified form to facilitate more complex tasks in specialized non-canonical pathways. | ||||||||||||
履歴 |
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-構造の表示
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構造ビューア | 分子: MolmilJmol/JSmol |
-ダウンロードとリンク
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PDBx/mmCIF形式 | 4v6t.cif.gz | 3.5 MB | 表示 | PDBx/mmCIF形式 |
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PDB形式 | pdb4v6t.ent.gz | 表示 | PDB形式 | |
PDBx/mmJSON形式 | 4v6t.json.gz | ツリー表示 | PDBx/mmJSON形式 | |
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-検証レポート
文書・要旨 | 4v6t_validation.pdf.gz | 1.4 MB | 表示 | wwPDB検証レポート |
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文書・詳細版 | 4v6t_full_validation.pdf.gz | 3 MB | 表示 | |
XML形式データ | 4v6t_validation.xml.gz | 458.5 KB | 表示 | |
CIF形式データ | 4v6t_validation.cif.gz | 689.2 KB | 表示 | |
アーカイブディレクトリ | https://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/v6/4v6t ftp://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/v6/4v6t | HTTPS FTP |
-関連構造データ
-リンク
-集合体
登録構造単位 |
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1 |
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-要素
-RNA鎖 , 5種, 5分子 AAAVAXBABB
#1: RNA鎖 | 分子量: 498725.406 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 株: CAN20 / 参照: GenBank: NC_000913 |
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#22: RNA鎖 | 分子量: 117212.297 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 参照: GenBank: NC_000913 |
#24: RNA鎖 | 分子量: 24802.785 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 参照: GenBank: NC_000913 |
#26: RNA鎖 | 分子量: 941306.188 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 株: CAN20 / 参照: GenBank: NC_000913 |
#56: RNA鎖 | 分子量: 38483.926 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 株: CAN20 / 参照: GenBank: NC_000913 |
-30S ribosomal protein ... , 20種, 20分子 ABACADAEAFAGAHAIAJAKALAMANAOAPAQARASATAU
#2: タンパク質 | 分子量: 24253.943 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 株: CAN20 / 参照: UniProt: P0A7V0 |
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#3: タンパク質 | 分子量: 23078.785 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 株: CAN20 / 参照: UniProt: P0A7V3 |
#4: タンパク質 | 分子量: 23383.002 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 株: CAN20 / 参照: UniProt: P0A7V8 |
#5: タンパク質 | 分子量: 15804.282 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 株: CAN20 / 参照: UniProt: P0A7W1 |
#6: タンパク質 | 分子量: 11669.371 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 株: CAN20 / 参照: UniProt: P02358 |
#7: タンパク質 | 分子量: 16861.523 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 株: CAN20 / 参照: UniProt: P02359 |
#8: タンパク質 | 分子量: 14015.361 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 株: CAN20 / 参照: UniProt: P0A7W7 |
#9: タンパク質 | 分子量: 14554.882 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 株: CAN20 / 参照: UniProt: P0A7X3 |
#10: タンパク質 | 分子量: 11196.988 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 株: CAN20 / 参照: UniProt: P0A7R5 |
#11: タンパク質 | 分子量: 12487.200 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 株: CAN20 / 参照: UniProt: P0A7R9 |
#12: タンパク質 | 分子量: 13636.961 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 株: CAN20 / 参照: UniProt: P0A7S3 |
#13: タンパク質 | 分子量: 12625.753 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 株: CAN20 / 参照: UniProt: P0A7S9 |
#14: タンパク質 | 分子量: 11475.364 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 株: CAN20 / 参照: UniProt: P0AG59 |
#15: タンパク質 | 分子量: 10159.621 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 株: CAN20 / 参照: UniProt: P0ADZ4 |
#16: タンパク質 | 分子量: 9207.572 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 株: CAN20 / 参照: UniProt: P0A7T3 |
#17: タンパク質 | 分子量: 9263.946 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 株: CAN20 / 参照: UniProt: P0AG63 |
#18: タンパク質 | 分子量: 6466.477 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 株: CAN20 / 参照: UniProt: P0A7T7 |
#19: タンパク質 | 分子量: 9057.626 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 株: CAN20 / 参照: UniProt: P0A7U3 |
#20: タンパク質 | 分子量: 9506.190 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 株: CAN20 / 参照: UniProt: P0A7U7 |
#21: タンパク質 | 分子量: 6067.081 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 株: CAN20 / 参照: UniProt: P68679 |
-タンパク質 , 2種, 2分子 AWAY
#23: タンパク質 | 分子量: 14177.479 Da / 分子数: 1 / Fragment: SEE REMARK 999 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Escherichia coli (大腸菌) / プラスミド: pGEMEX-2 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 株 (発現宿主): BL21 |
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#25: タンパク質 | 分子量: 76977.102 Da / 分子数: 1 / Fragment: SEE REMARK 999 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Escherichia coli (大腸菌) / プラスミド: pET-28 / 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 株 (発現宿主): BL21 |
+50S ribosomal protein ... , 29種, 29分子 BCBDBEBFBGBHBIBJBKBLBMBNBOBPBQBRBSBTBUBVBWBXBYBZB0B1B2B3B4
-詳細
配列の詳細 | MODELED SEQUENCES FOR SSRA_BINDING PROTEIN (UNP Q8RR57 RESIDUES 1-123) AND ELONGATION FACTOR G (UNP ...MODELED SEQUENCES FOR SSRA_BINDING PROTEIN (UNP Q8RR57 RESIDUES 1-123) AND ELONGATION |
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-実験情報
-実験
実験 | 手法: 電子顕微鏡法 |
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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 |
-試料調製
構成要素 | 名称: Ribosomal complex 70S-tmRNA-SmpB-tRNA-EFG-GDP-FA / タイプ: RIBOSOME / 詳細: in vitro reconstituted ribosomal complex |
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緩衝液 | pH: 7.6 |
試料 | 濃度: 0.15 mg/ml / 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES |
試料支持 | 詳細: Quantifoil R3-3 Cu mesh with 2 nm carbon support film |
急速凍結 | 装置: FEI VITROBOT MARK I / 凍結剤: ETHANE / Temp: 96.15 K / 湿度: 100 % 詳細: blot for 5-10 seconds before plunging into liquid ethane (FEI Vitrobot) 手法: blot for 5-10 seconds before plunging |
-電子顕微鏡撮影
実験機器 | モデル: Tecnai Polara / 画像提供: FEI Company |
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顕微鏡 | モデル: FEI POLARA 300 / 日付: 2009年12月8日 |
電子銃 | 電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 300 kV / 照射モード: SPOT SCAN |
電子レンズ | モード: BRIGHT FIELD / 倍率(公称値): 39000 X / 倍率(補正後): 39000 X / 最大 デフォーカス(公称値): 5000 nm / 最小 デフォーカス(公称値): 2500 nm / Cs: 2 mm |
試料ホルダ | 温度: 77 K |
撮影 | 電子線照射量: 20 e/Å2 / フィルム・検出器のモデル: KODAK SO-163 FILM |
画像スキャン | デジタル画像の数: 302 |
放射 | プロトコル: SINGLE WAVELENGTH / 単色(M)・ラウエ(L): M / 散乱光タイプ: x-ray |
放射波長 | 相対比: 1 |
-解析
EMソフトウェア |
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CTF補正 | 詳細: The volumes were CTF-corrected in defocus groups, with an average of approximately 215 individual images per group | ||||||||||||
対称性 | 点対称性: C1 (非対称) | ||||||||||||
3次元再構成 | 手法: angular refinement / 解像度: 8.3 Å / 粒子像の数: 68843 / ピクセルサイズ(公称値): 1.26 Å / ピクセルサイズ(実測値): 1.26 Å / 対称性のタイプ: POINT | ||||||||||||
精密化ステップ | サイクル: LAST
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