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-基本情報
登録情報 | データベース: PDB / ID: 7nwt | ||||||||||||
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タイトル | Initiated 70S ribosome in complex with 2A protein from encephalomyocarditis virus (EMCV) | ||||||||||||
要素 |
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キーワード | RIBOSOME / 70S ribosome / initiation complex / EMCV / cardiovirus / 2A / picornavirus / frameshifting / PRF / RNA-binding protein / protein-mediated frameshifting / ribosome-binding protein / beta-shell / viral protein | ||||||||||||
機能・相同性 | 機能・相同性情報 positive stranded viral RNA replication / host cell nucleolus / stringent response / symbiont-mediated suppression of host cytoplasmic pattern recognition receptor signaling pathway via inhibition of RIG-I activity / misfolded RNA binding / Group I intron splicing / RNA folding / transcriptional attenuation / endoribonuclease inhibitor activity / RNA-binding transcription regulator activity ...positive stranded viral RNA replication / host cell nucleolus / stringent response / symbiont-mediated suppression of host cytoplasmic pattern recognition receptor signaling pathway via inhibition of RIG-I activity / 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 / translational termination / DnaA-L2 complex / translation repressor activity / negative regulation of DNA-templated DNA replication initiation / mRNA regulatory element binding translation repressor activity / ribosome assembly / assembly of large subunit precursor of preribosome / picornain 3C / positive regulation of RNA splicing / cytosolic ribosome assembly / T=pseudo3 icosahedral viral capsid / response to reactive oxygen species / regulation of cell growth / DNA-templated transcription termination / host cell cytoplasmic vesicle membrane / maintenance of translational fidelity / response to radiation / mRNA 5'-UTR binding / symbiont-mediated suppression of host gene expression / ribosomal small subunit biogenesis / small ribosomal subunit rRNA binding / large ribosomal subunit / channel activity / ribosome biogenesis / ribosome binding / ribosomal small subunit assembly / small ribosomal subunit / 5S rRNA binding / large ribosomal subunit rRNA binding / transferase activity / cytosolic small ribosomal subunit / monoatomic ion transmembrane transport / ribosomal large subunit assembly / cytoplasmic translation / cytosolic large ribosomal subunit / tRNA binding / RNA helicase activity / negative regulation of translation / rRNA binding / RNA helicase / ribosome / structural constituent of ribosome / induction by virus of host autophagy / symbiont entry into host cell / ribonucleoprotein complex / translation / RNA-directed RNA polymerase / viral translational frameshifting / cysteine-type endopeptidase activity / response to antibiotic / RNA-dependent RNA polymerase activity / negative regulation of DNA-templated transcription / mRNA binding / virus-mediated perturbation of host defense response / DNA-templated transcription / virion attachment to host cell / structural molecule activity / ATP hydrolysis activity / proteolysis / DNA binding / RNA binding / zinc ion binding / ATP binding / membrane / metal ion binding / cytosol / cytoplasm 類似検索 - 分子機能 | ||||||||||||
生物種 | Mengo encephalomyocarditis virus (ウイルス) Escherichia coli (大腸菌) Encephalomyocarditis virus (脳心筋炎ウイルス) | ||||||||||||
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: 2.66 Å | ||||||||||||
データ登録者 | Hill, C.H. / Napthine, S. / Pekarek, L. / Kibe, A. / Firth, A.E. / Graham, S.C. / Caliskan, N. / Brierley, I. | ||||||||||||
資金援助 | 英国, European Union, 3件
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引用 | ジャーナル: Nat Commun / 年: 2021 タイトル: Structural and molecular basis for Cardiovirus 2A protein as a viral gene expression switch. 著者: Chris H Hill / Lukas Pekarek / Sawsan Napthine / Anuja Kibe / Andrew E Firth / Stephen C Graham / Neva Caliskan / Ian Brierley / 要旨: Programmed -1 ribosomal frameshifting (PRF) in cardioviruses is activated by the 2A protein, a multi-functional virulence factor that also inhibits cap-dependent translational initiation. Here we ...Programmed -1 ribosomal frameshifting (PRF) in cardioviruses is activated by the 2A protein, a multi-functional virulence factor that also inhibits cap-dependent translational initiation. Here we present the X-ray crystal structure of 2A and show that it selectively binds to a pseudoknot-like conformation of the PRF stimulatory RNA element in the viral genome. Using optical tweezers, we demonstrate that 2A stabilises this RNA element, likely explaining the increase in PRF efficiency in the presence of 2A. Next, we demonstrate a strong interaction between 2A and the small ribosomal subunit and present a cryo-EM structure of 2A bound to initiated 70S ribosomes. Multiple copies of 2A bind to the 16S rRNA where they may compete for binding with initiation and elongation factors. Together, these results define the structural basis for RNA recognition by 2A, show how 2A-mediated stabilisation of an RNA pseudoknot promotes PRF, and reveal how 2A accumulation may shut down translation during virus infection. | ||||||||||||
履歴 |
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構造ビューア | 分子: MolmilJmol/JSmol |
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PDBx/mmCIF形式 | 7nwt.cif.gz | 3.9 MB | 表示 | PDBx/mmCIF形式 |
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PDB形式 | pdb7nwt.ent.gz | 表示 | PDB形式 | |
PDBx/mmJSON形式 | 7nwt.json.gz | ツリー表示 | PDBx/mmJSON形式 | |
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文書・要旨 | 7nwt_validation.pdf.gz | 284.8 KB | 表示 | wwPDB検証レポート |
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文書・詳細版 | 7nwt_full_validation.pdf.gz | 323 KB | 表示 | |
XML形式データ | 7nwt_validation.xml.gz | 112.9 KB | 表示 | |
CIF形式データ | 7nwt_validation.cif.gz | 186.4 KB | 表示 | |
アーカイブディレクトリ | https://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/nw/7nwt ftp://data.pdbj.org/pub/pdb/validation_reports/nw/7nwt | 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
+50S ribosomal protein ... , 31種, 31分子 BCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdef
-RNA鎖 , 5種, 5分子 1235XX
#26: RNA鎖 | 分子量: 941832.625 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) |
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#27: RNA鎖 | 分子量: 497405.969 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 参照: GenBank: 1758835854 |
#28: RNA鎖 | 分子量: 38790.090 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 参照: GenBank: CP035706.1 |
#29: RNA鎖 | 分子量: 24806.922 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 参照: GenBank: 1317722521 |
#56: RNA鎖 | 分子量: 37684.395 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 詳細: in vitro transcription 由来: (合成) Encephalomyocarditis virus (脳心筋炎ウイルス) |
-30S ribosomal protein ... , 20種, 20分子 ghijklmnopqrstuvwxyz
#36: タンパク質 | 分子量: 26781.670 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: C3TPN2 |
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#37: タンパク質 | 分子量: 26031.316 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: C3SQX2 |
#38: タンパク質 | 分子量: 23514.199 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: C3SR62 |
#39: タンパク質 | 分子量: 17629.398 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: C3SR27 |
#40: タンパク質 | 分子量: 15727.512 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: P02358 |
#41: タンパク質 | 分子量: 20055.156 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 株: K12 / 参照: UniProt: P02359 |
#42: タンパク質 | 分子量: 14146.557 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: C3SR12 |
#43: タンパク質 | 分子量: 14886.270 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: C3SRY2 |
#44: タンパク質 | 分子量: 11755.597 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: C3SQT7 |
#45: タンパク質 | 分子量: 13870.975 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: C3SR57 |
#46: タンパク質 | 分子量: 13814.249 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 株: K12 / 参照: UniProt: P0A7S3 |
#47: タンパク質 | 分子量: 13128.467 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: C3SR52 |
#48: タンパク質 | 分子量: 11606.560 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: C3SR07 |
#49: タンパク質 | 分子量: 10290.816 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: C3SSQ7 |
#50: 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) / 参照: UniProt: C3SYP2 |
#51: タンパク質 | 分子量: 9724.491 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: C3SQY7 |
#52: タンパク質 | 分子量: 9005.472 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: C3SFP7 |
#53: タンパク質 | 分子量: 10455.355 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: C3SQW2 |
#54: タンパク質 | 分子量: 9708.464 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: C3TRH7 |
#55: タンパク質 | 分子量: 8524.039 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 天然 / 由来: (天然) Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: C3STZ7 |
-タンパク質 , 1種, 3分子 AABBCC
#57: タンパク質 | 分子量: 17831.182 Da / 分子数: 3 / 由来タイプ: 組換発現 由来: (組換発現) Mengo encephalomyocarditis virus (ウイルス) 発現宿主: Escherichia coli (大腸菌) / 参照: UniProt: P12296 |
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-非ポリマー , 4種, 442分子
#58: 化合物 | ChemComp-MG / #59: 化合物 | ChemComp-FME / | #60: 化合物 | #61: 水 | ChemComp-HOH / | |
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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: Initiated 70S ribosome in complex with 2A protein from encephalomyocarditis virus (EMCV) タイプ: RIBOSOME 詳細: 70S ribosome subunits and initiator fMet-tRNA purified from E.coli. mRNA template was generated by in vitro transcription EMCV 2A protein was recombinantly expressed in E.coli Entity ID: #1-#28, #30-#57 / 由来: MULTIPLE SOURCES | ||||||||||||||||||||||||||||||||
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分子量 | 実験値: NO | ||||||||||||||||||||||||||||||||
緩衝液 | pH: 7.5 詳細: Initiated 70S ribosomes in 50 mM Tris-HCl pH 7.5, 70 mM NH4Cl, 30 mM KCl, 7 mM MgCl2 were diluted tenfold into 20 mM HEPES pH 7.5, 100 mM potassium acetate, 1.5 mM MgCl2, 2.0 mM DTT. 2A ...詳細: Initiated 70S ribosomes in 50 mM Tris-HCl pH 7.5, 70 mM NH4Cl, 30 mM KCl, 7 mM MgCl2 were diluted tenfold into 20 mM HEPES pH 7.5, 100 mM potassium acetate, 1.5 mM MgCl2, 2.0 mM DTT. 2A protein was dialysed (3K MWCO, 277K, 16 h) into the same buffer. Crosslinking reactions of 50 microliters comprising 75 nM ribosomes, 3.0 micromolar 2A and 2.0 mM bis(sulfosuccinimidyl)suberate (BS3) were performed on ice (30 min) immediately prior to grid preparation. | ||||||||||||||||||||||||||||||||
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 詳細: 75 nM ribosomes, 3.0 micromolar 2A crosslinked with 2.0 mM bis(sulfosuccinimidyl)suberate (BS3) | ||||||||||||||||||||||||||||||||
試料支持 | グリッドの材料: COPPER / グリッドのサイズ: 400 divisions/in. / グリッドのタイプ: Quantifoil R2/2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
急速凍結 | 装置: FEI VITROBOT MARK IV / 凍結剤: ETHANE / 湿度: 100 % / 凍結前の試料温度: 277 K 詳細: Quantifoil R 2/2 400-mesh copper supports were coated with an additional ~ 60 angstrom layer of amorphous, evaporated carbon by flotation and thoroughly dried before use. Grids were made ...詳細: Quantifoil R 2/2 400-mesh copper supports were coated with an additional ~ 60 angstrom layer of amorphous, evaporated carbon by flotation and thoroughly dried before use. Grids were made hydrophilic by glow-discharge in air for 30 s. Three microliters of crosslinking reaction was applied to grids which were then blotted for 4.5 s and vitrified by plunging into liquid ethane using a Vitrobot MK IV (FEI) at 277K, 100% relative humidity. |
-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 / 倍率(公称値): 75000 X / 最大 デフォーカス(公称値): 3000 nm / 最小 デフォーカス(公称値): 1200 nm / Cs: 2.7 mm / C2レンズ絞り径: 100 µm / アライメント法: COMA FREE |
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 | 平均露光時間: 0.59 sec. / 電子線照射量: 54.4 e/Å2 / 検出モード: INTEGRATING フィルム・検出器のモデル: FEI FALCON III (4k x 4k) 撮影したグリッド数: 1 / 実像数: 5730 詳細: Images were collected as 23-frame movies. Autofocus every 10 micrometres, no drift measurement, 7 sec delay after stage shift and 3 sec delay after image shift |
-解析
ソフトウェア |
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EMソフトウェア |
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画像処理 | 詳細: Movie frames were aligned and a dose-weighted average calculated with MotionCor2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
CTF補正 | 詳細: The contrast transfer function (CTF) was estimated per-image using CtfFind4. All further phase+amplitude correction was performed internally in Relion. Per-particle CTF refinement was done after polishing タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
粒子像の選択 | 選択した粒子像数: 820475 詳細: Reference-free autopicking of particles was performed using the Laplacian-of-Gaussian function in Relion (200 - 250 angstrom diameter) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
対称性 | 点対称性: C1 (非対称) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3次元再構成 | 解像度: 2.66 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 120749 / アルゴリズム: FOURIER SPACE / クラス平均像の数: 1 / 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: 5MDZ Accession code: 5MDZ / 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: 50.59 Å2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
拘束条件 |
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