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-基本情報
登録情報 | データベース: PDB / ID: 8g0z | |||||||||
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タイトル | Mutant bacteriophage T4 gp41 helicase hexamer bound with single strand DNA and ATPgammaS in the stalled primosome | |||||||||
要素 |
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キーワード | REPLICATION / phage / complex / helicase | |||||||||
機能・相同性 | 機能・相同性情報 viral DNA genome replication / DNA helicase activity / 加水分解酵素; 酸無水物に作用; 酸無水物に作用・細胞または細胞小器官の運動に関与 / DNA replication / hydrolase activity / DNA binding / ATP binding 類似検索 - 分子機能 | |||||||||
生物種 | Escherichia phage T4 (ファージ) | |||||||||
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: 3.61 Å | |||||||||
データ登録者 | Feng, X. / Li, H. | |||||||||
資金援助 | 米国, 2件
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引用 | ジャーナル: Nat Commun / 年: 2023 タイトル: Structural basis of the T4 bacteriophage primosome assembly and primer synthesis. 著者: Xiang Feng / Michelle M Spiering / Ruda de Luna Almeida Santos / Stephen J Benkovic / Huilin Li / 要旨: The T4 bacteriophage gp41 helicase and gp61 primase assemble into a primosome to couple DNA unwinding with RNA primer synthesis for DNA replication. How the primosome is assembled and how the primer ...The T4 bacteriophage gp41 helicase and gp61 primase assemble into a primosome to couple DNA unwinding with RNA primer synthesis for DNA replication. How the primosome is assembled and how the primer length is defined are unclear. Here we report a series of cryo-EM structures of T4 primosome assembly intermediates. We show that gp41 alone is an open spiral, and ssDNA binding triggers a large-scale scissor-like conformational change that drives the ring closure and activates the helicase. Helicase activation exposes a cryptic hydrophobic surface to recruit the gp61 primase. The primase binds the helicase in a bipartite mode in which the N-terminal Zn-binding domain and the C-terminal RNA polymerase domain each contain a helicase-interacting motif that bind to separate gp41 N-terminal hairpin dimers, leading to the assembly of one primase on the helicase hexamer. Our study reveals the T4 primosome assembly process and sheds light on the RNA primer synthesis mechanism. #1: ジャーナル: bioRxiv / 年: 2023 タイトル: Structural basis of the T4 bacteriophage primosome assembly and primer synthesis. 著者: Xiang Feng / Michelle M Spiering / Ruda de Luna Almeida Santos / Stephen J Benkovic / Huilin Li / 要旨: The T4 bacteriophage gp41 helicase and gp61 primase assemble into a primosome complex to couple DNA unwinding with RNA primer synthesis for DNA replication. How a primosome is assembled and how the ...The T4 bacteriophage gp41 helicase and gp61 primase assemble into a primosome complex to couple DNA unwinding with RNA primer synthesis for DNA replication. How a primosome is assembled and how the length of the RNA primer is defined in the T4 bacteriophage, or in any model system, are unclear. Here we report a series of cryo-EM structures of T4 primosome assembly intermediates at resolutions up to 2.7 Å. We show that the gp41 helicase is an open spiral in the absence of ssDNA, and ssDNA binding triggers a large-scale scissor-like conformational change that drives the open spiral to a closed ring that activates the helicase. We found that the activation of the gp41 helicase exposes a cryptic hydrophobic primase-binding surface allowing for the recruitment of the gp61 primase. The primase binds the gp41 helicase in a bipartite mode in which the N-terminal Zn-binding domain (ZBD) and the C-terminal RNA polymerase domain (RPD) each contain a helicase-interacting motif (HIM1 and HIM2, respectively) that bind to separate gp41 N-terminal hairpin dimers, leading to the assembly of one primase on the helicase hexamer. Based on two observed primosome conformations - one in a DNA-scanning mode and the other in a post RNA primer-synthesis mode - we suggest that the linker loop between the gp61 ZBD and RPD contributes to the T4 pentaribonucleotide primer. Our study reveals T4 primosome assembly process and sheds light on RNA primer synthesis mechanism. | |||||||||
履歴 |
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-構造の表示
構造ビューア | 分子: MolmilJmol/JSmol |
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-ダウンロードとリンク
-ダウンロード
PDBx/mmCIF形式 | 8g0z.cif.gz | 507.7 KB | 表示 | PDBx/mmCIF形式 |
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PDB形式 | pdb8g0z.ent.gz | 418.6 KB | 表示 | PDB形式 |
PDBx/mmJSON形式 | 8g0z.json.gz | ツリー表示 | PDBx/mmJSON形式 | |
その他 | その他のダウンロード |
-検証レポート
文書・要旨 | 8g0z_validation.pdf.gz | 1.6 MB | 表示 | wwPDB検証レポート |
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文書・詳細版 | 8g0z_full_validation.pdf.gz | 1.6 MB | 表示 | |
XML形式データ | 8g0z_validation.xml.gz | 80.3 KB | 表示 | |
CIF形式データ | 8g0z_validation.cif.gz | 118.6 KB | 表示 | |
アーカイブディレクトリ | https://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/g0/8g0z ftp://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/g0/8g0z | HTTPS FTP |
-関連構造データ
関連構造データ | 29658MC 8dtpC 8dueC 8duoC 8dvfC 8dviC 8dw6C 8dwjC 8gaoC C: 同じ文献を引用 (文献) M: このデータのモデリングに利用したマップデータ |
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類似構造データ | 類似検索 - 機能・相同性F&H 検索 |
-リンク
-集合体
登録構造単位 |
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1 |
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-要素
#1: タンパク質 | 分子量: 48796.711 Da / 分子数: 6 / 変異: E227Q / 由来タイプ: 組換発現 / 詳細: mutant Bacteriophage T4 / 由来: (組換発現) Escherichia phage T4 (ファージ) / 遺伝子: 41 / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) 参照: UniProt: A0A7S9SV99, 加水分解酵素; 酸無水物に作用; 酸無水物に作用・細胞または細胞小器官の運動に関与 #2: DNA鎖 | | 分子量: 3605.356 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 由来: (合成) Escherichia phage T4 (ファージ) #3: 化合物 | ChemComp-AGS / #4: 化合物 | ChemComp-MG / 研究の焦点であるリガンドがあるか | N | |
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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: Complex of mutated T4 bacteriophage helicase gp41 with ssDNA/RNA hybrid タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#2 / 由来: MULTIPLE SOURCES | |||||||||||||||||||||||||
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分子量 | 実験値: NO | |||||||||||||||||||||||||
由来(天然) | 生物種: Escherichia phage T4 (ファージ) | |||||||||||||||||||||||||
由来(組換発現) | 生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) | |||||||||||||||||||||||||
緩衝液 | pH: 7.8 詳細: 20 mM HEPES pH 7.8, 100 mM NaCl, 10 mM MgCl2 and 2 mM DTT | |||||||||||||||||||||||||
緩衝液成分 |
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試料 | 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES | |||||||||||||||||||||||||
急速凍結 | 凍結剤: ETHANE |
-電子顕微鏡撮影
実験機器 | モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company |
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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 FIELD / 最大 デフォーカス(公称値): 2000 nm / 最小 デフォーカス(公称値): 1000 nm |
撮影 | 電子線照射量: 66 e/Å2 / フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) |
-解析
ソフトウェア | 名称: PHENIX / バージョン: 1.20_4459: / 分類: 精密化 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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EMソフトウェア |
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CTF補正 | タイプ: NONE | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3次元再構成 | 解像度: 3.61 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 272868 / アルゴリズム: FOURIER SPACE / 対称性のタイプ: POINT | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
原子モデル構築 | プロトコル: OTHER / 空間: REAL | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
拘束条件 |
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