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-基本情報
登録情報 | データベース: PDB / ID: 6xiq | ||||||
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タイトル | Cryo-EM Structure of K63R Ubiquitin Mutant Ribosome under Oxidative Stress | ||||||
要素 |
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キーワード | RIBOSOME / K63 ubiquitin / oxidative stress / translation | ||||||
機能・相同性 | 機能・相同性情報 negative regulation of glucose mediated signaling pathway / negative regulation of translational frameshifting / mTORC1-mediated signalling / Protein hydroxylation / ribosome-associated ubiquitin-dependent protein catabolic process / GDP-dissociation inhibitor activity / nonfunctional rRNA decay / hexon binding / pre-mRNA 5'-splice site binding / Formation of the ternary complex, and subsequently, the 43S complex ...negative regulation of glucose mediated signaling pathway / negative regulation of translational frameshifting / mTORC1-mediated signalling / Protein hydroxylation / ribosome-associated ubiquitin-dependent protein catabolic process / GDP-dissociation inhibitor activity / nonfunctional rRNA decay / hexon binding / pre-mRNA 5'-splice site binding / Formation of the ternary complex, and subsequently, the 43S complex / Translation initiation complex formation / cleavage in ITS2 between 5.8S rRNA and LSU-rRNA of tricistronic rRNA transcript (SSU-rRNA, 5.8S rRNA, LSU-rRNA) / Ribosomal scanning and start codon recognition / response to cycloheximide / Major pathway of rRNA processing in the nucleolus and cytosol / mRNA destabilization / SRP-dependent cotranslational protein targeting to membrane / GTP hydrolysis and joining of the 60S ribosomal subunit / Nonsense Mediated Decay (NMD) independent of the Exon Junction Complex (EJC) / Nonsense Mediated Decay (NMD) enhanced by the Exon Junction Complex (EJC) / Formation of a pool of free 40S subunits / negative regulation of mRNA splicing, via spliceosome / preribosome, large subunit precursor / regulation of amino acid metabolic process / L13a-mediated translational silencing of Ceruloplasmin expression / ribosomal large subunit export from nucleus / 90S preribosome / G-protein alpha-subunit binding / positive regulation of protein kinase activity / endonucleolytic cleavage to generate mature 3'-end of SSU-rRNA from (SSU-rRNA, 5.8S rRNA, LSU-rRNA) / regulation of translational fidelity / protein-RNA complex assembly / ribosomal subunit export from nucleus / translation regulator activity / endonucleolytic cleavage in ITS1 to separate SSU-rRNA from 5.8S rRNA and LSU-rRNA from tricistronic rRNA transcript (SSU-rRNA, 5.8S rRNA, LSU-rRNA) / maturation of LSU-rRNA / cellular response to amino acid starvation / maturation of LSU-rRNA from tricistronic rRNA transcript (SSU-rRNA, 5.8S rRNA, LSU-rRNA) / rescue of stalled ribosome / ribosomal large subunit biogenesis / maturation of SSU-rRNA from tricistronic rRNA transcript (SSU-rRNA, 5.8S rRNA, LSU-rRNA) / maturation of SSU-rRNA / small-subunit processome / translational initiation / macroautophagy / protein kinase C binding / positive regulation of apoptotic signaling pathway / maintenance of translational fidelity / modification-dependent protein catabolic process / cytoplasmic stress granule / protein tag activity / rRNA processing / ribosomal small subunit biogenesis / small ribosomal subunit rRNA binding / ribosome biogenesis / viral capsid / ribosome binding / ribosomal small subunit assembly / small ribosomal subunit / 5S rRNA binding / large ribosomal subunit rRNA binding / cytosolic small ribosomal subunit / ribosomal large subunit assembly / cytoplasmic translation / cytosolic large ribosomal subunit / negative regulation of translation / rRNA binding / ribosome / protein ubiquitination / structural constituent of ribosome / positive regulation of protein phosphorylation / G protein-coupled receptor signaling pathway / translation / negative regulation of gene expression / response to antibiotic / mRNA binding / ubiquitin protein ligase binding / host cell nucleus / nucleolus / mitochondrion / RNA binding / zinc ion binding / nucleoplasm / nucleus / metal ion binding / cytosol / cytoplasm 類似検索 - 分子機能 | ||||||
生物種 | Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) | ||||||
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: 4.2 Å | ||||||
データ登録者 | Zhou, Y. / Bartesaghi, A. / Silva, G.M. | ||||||
資金援助 | 米国, 1件
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引用 | ジャーナル: Proc Natl Acad Sci U S A / 年: 2020 タイトル: Structural impact of K63 ubiquitin on yeast translocating ribosomes under oxidative stress. 著者: Ye Zhou / Panagiotis L Kastritis / Shannon E Dougherty / Jonathan Bouvette / Allen L Hsu / Laura Burbaum / Shyamal Mosalaganti / Stefan Pfeffer / Wim J H Hagen / Friedrich Förster / Mario J ...著者: Ye Zhou / Panagiotis L Kastritis / Shannon E Dougherty / Jonathan Bouvette / Allen L Hsu / Laura Burbaum / Shyamal Mosalaganti / Stefan Pfeffer / Wim J H Hagen / Friedrich Förster / Mario J Borgnia / Christine Vogel / Martin Beck / Alberto Bartesaghi / Gustavo M Silva / 要旨: Subpopulations of ribosomes are responsible for fine tuning the control of protein synthesis in dynamic environments. K63 ubiquitination of ribosomes has emerged as a new posttranslational ...Subpopulations of ribosomes are responsible for fine tuning the control of protein synthesis in dynamic environments. K63 ubiquitination of ribosomes has emerged as a new posttranslational modification that regulates protein synthesis during cellular response to oxidative stress. K63 ubiquitin, a type of ubiquitin chain that functions independently of the proteasome, modifies several sites at the surface of the ribosome, however, we lack a molecular understanding on how this modification affects ribosome structure and function. Using cryoelectron microscopy (cryo-EM), we resolved the first three-dimensional (3D) structures of K63 ubiquitinated ribosomes from oxidatively stressed yeast cells at 3.5-3.2 Å resolution. We found that K63 ubiquitinated ribosomes are also present in a polysome arrangement, similar to that observed in yeast polysomes, which we determined using cryoelectron tomography (cryo-ET). We further showed that K63 ubiquitinated ribosomes are captured uniquely at the rotated pretranslocation stage of translation elongation. In contrast, cryo-EM structures of ribosomes from mutant cells lacking K63 ubiquitin resolved at 4.4-2.7 Å showed 80S ribosomes represented in multiple states of translation, suggesting that K63 ubiquitin regulates protein synthesis at a selective stage of elongation. Among the observed structural changes, ubiquitin mediates the destabilization of proteins in the 60S P-stalk and in the 40S beak, two binding regions of the eukaryotic elongation factor eEF2. These changes would impact eEF2 function, thus, inhibiting translocation. Our findings help uncover the molecular effects of K63 ubiquitination on ribosomes, providing a model of translation control during oxidative stress, which supports elongation halt at pretranslocation. | ||||||
履歴 |
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構造ビューア | 分子: MolmilJmol/JSmol |
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PDBx/mmCIF形式 | 6xiq.cif.gz | 8.6 MB | 表示 | PDBx/mmCIF形式 |
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PDB形式 | pdb6xiq.ent.gz | 表示 | PDB形式 | |
PDBx/mmJSON形式 | 6xiq.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 | 6xiq_validation.pdf.gz | 1.8 MB | 表示 | wwPDB検証レポート |
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文書・詳細版 | 6xiq_full_validation.pdf.gz | 2 MB | 表示 | |
XML形式データ | 6xiq_validation.xml.gz | 328.1 KB | 表示 | |
CIF形式データ | 6xiq_validation.cif.gz | 585.9 KB | 表示 | |
アーカイブディレクトリ | https://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/xi/6xiq ftp://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/xi/6xiq | 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
+60S ribosomal protein ... , 29種, 29分子 AEFLMNOPQRSTUVXYZacdfghijlmop
+タンパク質 , 27種, 27分子 BCDGHIJWP0P2bekrstvyAFAKAMAPAQASATAVL1
-40S ribosomal protein ... , 18種, 18分子 AAABquwxzADAEAGAHAIAJALANAOARAU
#26: タンパク質 | 分子量: 12757.445 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 株: SUB413 / 参照: UniProt: Q08745 |
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#27: タンパク質 | 分子量: 17785.934 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 株: SUB413 / 参照: UniProt: P0CX47 |
#50: タンパク質 | 分子量: 28051.330 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 株: SUB413 / 参照: UniProt: P32905 |
#54: タンパク質 | 分子量: 29469.330 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 株: SUB413 / 参照: UniProt: P0CX35 |
#56: タンパク質 | 分子量: 27054.486 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 株: SUB413 / 参照: UniProt: P0CX37 |
#57: タンパク質 | 分子量: 21658.209 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 株: SUB413 / 参照: UniProt: P26786 |
#59: タンパク質 | 分子量: 22487.893 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 株: SUB413 / 参照: UniProt: O13516 |
#60: タンパク質 | 分子量: 17059.945 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 株: SUB413 / 参照: UniProt: P05756 |
#61: タンパク質 | 分子量: 14675.771 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 株: SUB413 / 参照: UniProt: P39516 |
#63: タンパク質 | 分子量: 15877.490 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 株: SUB413 / 参照: UniProt: P0CX51 |
#64: タンパク質 | 分子量: 15835.384 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 株: SUB413 / 参照: UniProt: P14127 |
#65: タンパク質 | 分子量: 17071.641 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 株: SUB413 / 参照: UniProt: P0CX55 |
#66: タンパク質 | 分子量: 15942.125 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 株: SUB413 / 参照: UniProt: P07280 |
#68: タンパク質 | 分子量: 9758.829 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 株: SUB413 / 参照: UniProt: P0C0V8 |
#70: タンパク質 | 分子量: 16073.896 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 株: SUB413 / 参照: UniProt: P0CX29 |
#71: タンパク質 | 分子量: 15362.848 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 株: SUB413 / 参照: UniProt: P0CX31 |
#74: タンパク質 | 分子量: 8893.391 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 株: SUB413 / 参照: UniProt: P35997 |
#77: タンパク質 | 分子量: 7137.541 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 株: SUB413 / 参照: UniProt: P0CX33 |
-RNA鎖 , 6種, 7分子 1342AXAZAY
#28: RNA鎖 | 分子量: 1097148.625 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 株: SUB413 / 参照: GenBank: 380294104 | ||
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#29: RNA鎖 | 分子量: 38951.105 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 株: SUB413 / 参照: GenBank: 176405 | ||
#30: RNA鎖 | 分子量: 50682.922 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 株: SUB413 / 参照: GenBank: 1267176496 | ||
#49: RNA鎖 | 分子量: 579761.938 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 株: SUB413 / 参照: GenBank: 1262303 | ||
#79: RNA鎖 | 分子量: 24518.570 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 株: SUB413 / 参照: GenBank: 176419 #80: RNA鎖 | | 分子量: 2449.465 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 株: SUB413 |
-タンパク質・ペプチド / 非ポリマー , 2種, 8分子 n
#46: タンパク質・ペプチド | 分子量: 3354.243 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 株: SUB413 / 参照: UniProt: A0A6A5PXU0 |
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#82: 化合物 | ChemComp-ZN / |
-詳細
研究の焦点であるリガンドがあるか | Y |
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Has protein modification | Y |
-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: K63 ubiquitinated Ribosome / タイプ: RIBOSOME 詳細: K63 ubiquitin modified yeast translocating ribosome under oxidative stress Entity ID: #1-#81 / 由来: NATURAL |
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分子量 | 値: 3.5 MDa / 実験値: NO |
由来(天然) | 生物種: Saccharomyces cerevisiae (パン酵母) / 株: SUB413 |
緩衝液 | pH: 7.5 |
試料 | 包埋: NO / シャドウイング: NO / 染色: NO / 凍結: YES |
試料支持 | グリッドの材料: GOLD / グリッドのサイズ: 300 divisions/in. / グリッドのタイプ: UltrAuFoil |
急速凍結 | 装置: LEICA EM GP / 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 |
試料ホルダ | 凍結剤: NITROGEN 試料ホルダーモデル: FEI TITAN KRIOS AUTOGRID HOLDER |
撮影 | 電子線照射量: 60 e/Å2 / フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k) / 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 3138 |
-解析
ソフトウェア |
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EMソフトウェア |
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CTF補正 | タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
対称性 | 点対称性: C1 (非対称) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3次元再構成 | 解像度: 4.2 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 9629 / 対称性のタイプ: POINT | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
原子モデル構築 | プロトコル: FLEXIBLE FIT / 空間: REAL / Target criteria: correlation coefficient | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
原子モデル構築 | PDB-ID: 6GQ1 Accession code: 6GQ1 / Source name: PDB / タイプ: experimental model | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
精密化 | 交差検証法: NONE 立体化学のターゲット値: GeoStd + Monomer Library + CDL v1.2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
原子変位パラメータ | Biso mean: 155.95 Å2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
拘束条件 |
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