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- PDB-8re4: Cryo-EM structure of bacterial RNA polymerase-sigma54 initial tra... -

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基本情報

登録情報
データベース: PDB / ID: 8re4
タイトルCryo-EM structure of bacterial RNA polymerase-sigma54 initial transcribing complex - 5nt pre-translocated complex
要素
  • (DNA-directed RNA polymerase subunit ...) x 4
  • DNA (47-MER)
  • DNA (50-MER)
  • RNA (5'-R(P*GP*CP*CP*GP*C)-3')
  • RNA polymerase sigma-54 factor
キーワードTRANSCRIPTION / initiation / rna polymerase / sigma54
機能・相同性
機能・相同性情報


RNA polymerase complex / submerged biofilm formation / cellular response to cell envelope stress / bacterial-type RNA polymerase core enzyme binding / 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 ...RNA polymerase complex / submerged biofilm formation / cellular response to cell envelope stress / bacterial-type RNA polymerase core enzyme binding / 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 / cytosol / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
DNA-directed RNA polymerase, omega subunit / DNA-directed RNA polymerase, subunit beta-prime, bacterial type / DNA-directed RNA polymerase, beta subunit, external 1 domain superfamily / DNA-directed RNA polymerase, beta subunit, external 1 domain / RNA polymerase beta subunit external 1 domain / RNA polymerase, alpha subunit, C-terminal / Bacterial RNA polymerase, alpha chain C terminal domain / DNA-directed RNA polymerase, alpha subunit / DNA-directed RNA polymerase beta subunit, bacterial-type / RNA polymerase Rpb6 ...DNA-directed RNA polymerase, omega subunit / DNA-directed RNA polymerase, subunit beta-prime, bacterial type / DNA-directed RNA polymerase, beta subunit, external 1 domain superfamily / DNA-directed RNA polymerase, beta subunit, external 1 domain / RNA polymerase beta subunit external 1 domain / RNA polymerase, alpha subunit, C-terminal / Bacterial RNA polymerase, alpha chain C terminal domain / DNA-directed RNA polymerase, alpha subunit / DNA-directed RNA polymerase beta subunit, bacterial-type / RNA polymerase Rpb6 / RNA polymerase, subunit omega/Rpo6/RPB6 / RNA polymerase Rpb6 / RNA polymerase Rpb1, domain 3 superfamily / RPB6/omega subunit-like superfamily / RNA polymerase Rpb1, clamp domain superfamily / RNA polymerase Rpb2, domain 2 superfamily / RNA polymerase Rpb1, domain 3 / RNA polymerase Rpb1, domain 3 / DNA-directed RNA polymerase, subunit beta-prime / RNA polymerase Rpb1, domain 1 / RNA polymerase Rpb1, domain 1 / RNA polymerase, alpha subunit / RNA polymerase Rpb1, domain 5 / RNA polymerase Rpb1, domain 4 / RNA polymerase Rpb1, domain 2 / RNA polymerase Rpb1, domain 5 / RNA polymerase Rpb1, domain 4 / RNA polymerase, beta subunit, protrusion / RNA polymerase beta subunit / RNA polymerase, N-terminal / RNA polymerase Rpb1, funnel domain superfamily / RNA polymerase I subunit A N-terminus / DNA-directed RNA polymerase, insert domain / DNA-directed RNA polymerase, RpoA/D/Rpb3-type / RNA polymerase Rpb3/RpoA insert domain / RNA polymerase Rpb3/Rpb11 dimerisation domain / RNA polymerases D / DNA-directed RNA polymerase, insert domain superfamily / RNA polymerase, RBP11-like subunit / RNA polymerase Rpb2, domain 2 / RNA polymerase Rpb2, domain 2 / RNA polymerase, beta subunit, conserved site / RNA polymerase Rpb2, domain 7 / RNA polymerase Rpb2, domain 3 / RNA polymerase Rpb2, OB-fold / RNA polymerase Rpb2, domain 7 / RNA polymerase Rpb2, domain 3 / RNA polymerases beta chain signature. / DNA-directed RNA polymerase, subunit 2, hybrid-binding domain / DNA-directed RNA polymerase, subunit 2 / DNA-directed RNA polymerase, subunit 2, hybrid-binding domain superfamily / RNA polymerase Rpb2, domain 6
類似検索 - ドメイン・相同性
DNA / DNA (> 10) / RNA / DNA-directed RNA polymerase subunit alpha / DNA-directed RNA polymerase subunit omega / DNA-directed RNA polymerase subunit beta' / DNA-directed RNA polymerase subunit beta
類似検索 - 構成要素
生物種Escherichia coli K-12 (大腸菌)
Klebsiella oxytoca (バクテリア)
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: 2.8 Å
データ登録者Gao, F. / Zhang, X.
資金援助 英国, 1件
組織認可番号国
UK Research and Innovation (UKRI)BB/M011178/1 英国
引用ジャーナル: Proc Natl Acad Sci U S A / 年: 2024
タイトル: Structural basis of σ displacement and promoter escape in bacterial transcription.
著者: Forson Gao / Fuzhou Ye / Bowen Zhang / Nora Cronin / Martin Buck / Xiaodong Zhang /
要旨: Gene transcription is a fundamental cellular process carried out by RNA polymerase (RNAP). Transcription initiation is highly regulated, and in bacteria, transcription initiation is mediated by sigma ...Gene transcription is a fundamental cellular process carried out by RNA polymerase (RNAP). Transcription initiation is highly regulated, and in bacteria, transcription initiation is mediated by sigma (σ) factors. σ recruits RNAP to the promoter DNA region, located upstream of the transcription start site (TSS) and facilitates open complex formation, where double-stranded DNA is opened up into a transcription bubble and template strand DNA is positioned inside RNAP for initial RNA synthesis. During initial transcription, RNAP remains bound to σ and upstream DNA, presumably with an enlarging transcription bubble. The release of RNAP from upstream DNA is required for promoter escape and processive transcription elongation. Bacteria sigma factors can be broadly separated into two classes with the majority belonging to the σ class, represented by the σ that regulates housekeeping genes. σ forms a class on its own and regulates stress response genes. Extensive studies on σ have revealed the molecular mechanisms of the σ dependent process while how σ transitions from initial transcription to elongation is currently unknown. Here, we present a series of cryo-electron microscopy structures of the RNAP-σ initial transcribing complexes with progressively longer RNA, which reveal structural changes that lead to promoter escape. Our data show that initially, the transcription bubble enlarges, DNA strands scrunch, reducing the interactions between σ and DNA strands in the transcription bubble. RNA extension and further DNA scrunching help to release RNAP from σ and upstream DNA, enabling the transition to elongation.
履歴
登録2023年12月10日登録サイト: PDBE / 処理サイト: PDBE
改定 1.02024年1月17日Provider: repository / タイプ: Initial release

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構造の表示

構造ビューア分子:
MolmilJmol/JSmol

ダウンロードとリンク

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集合体

登録構造単位
A: DNA-directed RNA polymerase subunit alpha
B: DNA-directed RNA polymerase subunit alpha
C: DNA-directed RNA polymerase subunit beta
D: DNA-directed RNA polymerase subunit beta'
E: DNA-directed RNA polymerase subunit omega
M: RNA polymerase sigma-54 factor
N: DNA (47-MER)
R: RNA (5'-R(P*GP*CP*CP*GP*C)-3')
T: DNA (50-MER)
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)456,93012
ポリマ－456,7759
非ポリマー1553
水00
1


  • 登録構造と同一
  • 登録者が定義した集合体
  • 根拠: 電子顕微鏡法, not applicable
タイプ名称対称操作数
identity operation1_5551

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要素

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DNA-directed RNA polymerase subunit ... , 4種, 5分子 ABCDE

#1: タンパク質 DNA-directed RNA polymerase subunit alpha / RNAP subunit alpha / RNA polymerase subunit alpha / Transcriptase subunit alpha


分子量: 35726.789 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現
詳細: Residues missing between Chain A and B due to missing densities
由来: (組換発現) Escherichia coli K-12 (大腸菌) / 遺伝子: rpoA, pez, phs, sez, b3295, JW3257 / 発現宿主: Escherichia coli K-12 (大腸菌) / 参照: UniProt: P0A7Z4, DNA-directed RNA polymerase
#2: タンパク質 DNA-directed RNA polymerase subunit beta


分子量: 150691.750 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Escherichia coli K-12 (大腸菌) / 遺伝子: rpoB / 発現宿主: Escherichia coli K-12 (大腸菌) / 参照: UniProt: P0A8V2
#3: タンパク質 DNA-directed RNA polymerase subunit beta'


分子量: 152040.266 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Escherichia coli K-12 (大腸菌) / 遺伝子: rpoC / 発現宿主: Escherichia coli K-12 (大腸菌) / 参照: UniProt: P0A8T7
#4: タンパク質 DNA-directed RNA polymerase subunit omega / RNAP omega subunit / RNA polymerase omega subunit / Transcriptase subunit omega


分子量: 8449.504 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Escherichia coli K-12 (大腸菌) / 遺伝子: rpoZ, b3649, JW3624 / 発現宿主: Escherichia coli K-12 (大腸菌) / 参照: UniProt: P0A800, DNA-directed RNA polymerase

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DNA鎖 , 2種, 2分子 NT

#6: DNA鎖 DNA (47-MER)


分子量: 14429.279 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Klebsiella oxytoca (バクテリア) / 発現宿主: Klebsiella oxytoca (バクテリア)
#8: DNA鎖 DNA (50-MER)


分子量: 15461.913 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Klebsiella oxytoca (バクテリア) / 発現宿主: Klebsiella oxytoca (バクテリア)

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タンパク質 / RNA鎖 , 2種, 2分子 MR

#5: タンパク質 RNA polymerase sigma-54 factor


分子量: 42687.988 Da / 分子数: 1 / Mutation: R336A / 由来タイプ: 組換発現 / 由来: (組換発現) Klebsiella oxytoca (バクテリア) / 発現宿主: Klebsiella oxytoca (バクテリア)
#7: RNA鎖 RNA (5'-R(P*GP*CP*CP*GP*C)-3')


分子量: 1561.000 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現 / 詳細: GCCGC / 由来: (組換発現) Klebsiella oxytoca (バクテリア) / 発現宿主: Klebsiella oxytoca (バクテリア)

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非ポリマー , 2種, 3分子

#9: 化合物 ChemComp-MG / MAGNESIUM ION / マグネシウムジカチオン


分子量: 24.305 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 式: Mg
#10: 化合物 ChemComp-ZN / ZINC ION


分子量: 65.409 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 合成 / 式: Zn

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詳細

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

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実験

実験手法: 電子顕微鏡法
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

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試料調製

構成要素名称: RNA polymerase-sigma54 initial transcribing complex - 5nt pre-translocated complex
タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#8 / 由来: RECOMBINANT
由来(天然)生物種: Escherichia coli K-12 (大腸菌)
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli K-12 (大腸菌)
緩衝液pH: 8
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

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電子顕微鏡撮影

実験機器
モデル: Titan Krios / 画像提供: FEI Company
顕微鏡モデル: TFS KRIOS
電子銃電子線源: FIELD EMISSION GUN / 加速電圧: 300 kV / 照射モード: OTHER
電子レンズモード: BRIGHT FIELD / 最大 デフォーカス（公称値）: 3000 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 1000 nm
撮影電子線照射量: 30 e/Å2 / フィルム・検出器のモデル: GATAN K3 (6k x 4k)

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解析

CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
3次元再構成解像度: 2.8 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 570815 / 対称性のタイプ: POINT
拘束条件
Refine-IDタイプDev ideal数
ELECTRON MICROSCOPYf_bond_d0.00329803
ELECTRON MICROSCOPYf_angle_d0.55840912
ELECTRON MICROSCOPYf_dihedral_angle_d15.6374965
ELECTRON MICROSCOPYf_chiral_restr0.0414852
ELECTRON MICROSCOPYf_plane_restr0.0045005

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万見について

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お知らせ

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2022年2月9日: EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

EMDBエントリの付随情報ファイルのフォーマットが新しくなりました

  • EMDBのヘッダファイルのバージョン3が、公式のフォーマットとなりました。
  • これまでは公式だったバージョン1.9は、アーカイブから削除されます。

関連情報:EMDBヘッダ

外部リンク:wwPDBはEMDBデータモデルのバージョン3へ移行します

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2020年8月12日: 新型コロナ情報

新型コロナ情報

URL: https://pdbj.org/emnavi/covid19.php

新ページ: EM Navigatorに新型コロナウイルスの特設ページを開設しました。

関連情報:Covid-19情報 / 2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

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2020年3月5日: 新型コロナウイルスの構造データ

新型コロナウイルスの構造データ

関連情報:万見生物種 / 2020年8月12日: 新型コロナ情報

外部リンク:COVID-19特集ページ - PDBj / 今月の分子2020年2月：コロナウイルスプロテーアーゼ

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2019年1月31日: EMDBのIDの桁数の変更

EMDBのIDの桁数の変更

  • EMDBエントリに付与されているアクセスコード(EMDB-ID)は4桁の数字(例、EMD-1234)でしたが、間もなく枯渇します。これまでの4桁のID番号は4桁のまま変更されませんが、4桁の数字を使い切った後に発行されるIDは5桁以上の数字(例、EMD-12345)になります。5桁のIDは2019年の春頃から発行される見通しです。
  • EM Navigator/万見では、接頭語「EMD-」は省略されています。

関連情報:Q: 「EMD」とは何ですか？ / 万見/EM NavigatorにおけるID/アクセスコードの表記

外部リンク:EMDB Accession Codes are Changing Soon! / PDBjへお問い合わせ

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2017年7月12日: PDB大規模アップデート

PDB大規模アップデート

  • 新バージョンのPDBx/mmCIF辞書形式に基づくデータがリリースされました。
  • 今回の更新はバージョン番号が4から5になる大規模なもので、全エントリデータの書き換えが行われる「Remediation」というアップデートに該当します。
  • このバージョンアップで、電子顕微鏡の実験手法に関する多くの項目の書式が改定されました(例：em_softwareなど)。
  • EM NavigatorとYorodumiでも、この改定に基づいた表示内容になります。

外部リンク:wwPDB Remediation / OneDepデータ基準に準拠した、より強化された内容のモデル構造ファイルが、PDBアーカイブで公開されました。

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万見 (Yorodumi)

幾万の構造データを、幾万の視点から

  • 万見(Yorodumi)は、EMDB/PDB/SASBDBなどの構造データを閲覧するためのページです。
  • EM Navigatorの詳細ページの後継、Omokage検索のフロントエンドも兼ねています。

関連情報:EMDB / PDB / SASBDB / 3つのデータバンクの比較 / 万見検索 / 2016年8月31日: 新しいEM Navigatorと万見 / 万見文献 / Jmol/JSmol / 機能・相同性情報 / 新しいEM Navigatorと万見の変更点

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