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万見
- PDB-9fjs: Cryo-EM structure of Mycobacterium tuberculosis sigma-B RNA polym... -

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登録情報
データベース: PDB / ID: 9fjs
タイトルCryo-EM structure of Mycobacterium tuberculosis sigma-B RNA polymerase bound to -10 promoter element ssDNA oligo - sigma-B undocked conformation
要素
  • (DNA-directed RNA polymerase subunit ...) x 4
  • DNA (17-MER)
  • RNA polymerase sigma factor SigB
キーワードTRANSCRIPTION / RNA polymerase / sigma factor / SigB / stress response / -10 promoter element / promoter recognition / tuberculosis
機能・相同性
機能・相同性情報


RNA polymerase core enzyme binding / Antimicrobial action and antimicrobial resistance in Mtb / sigma factor activity / bacterial-type RNA polymerase core enzyme binding / cytosolic DNA-directed RNA polymerase complex / DNA-directed RNA polymerase complex / peptidoglycan-based cell wall / DNA-templated transcription initiation / ribonucleoside binding / : ...RNA polymerase core enzyme binding / Antimicrobial action and antimicrobial resistance in Mtb / sigma factor activity / bacterial-type RNA polymerase core enzyme binding / cytosolic DNA-directed RNA polymerase complex / DNA-directed RNA polymerase complex / peptidoglycan-based cell wall / DNA-templated transcription initiation / ribonucleoside binding / : / : / : / : / : / : / DNA-directed RNA polymerase / response to heat / response to hypoxia / protein dimerization activity / response to xenobiotic stimulus / response to antibiotic / positive regulation of DNA-templated transcription / magnesium ion binding / DNA binding / zinc ion binding / plasma membrane / cytosol / cytoplasm
類似検索 - 分子機能
Sigma-70 factors family signature 1. / : / RNA polymerase sigma-70 region 1.2 / Sigma-70 factor, region 1.2 / RNA polymerase sigma-70 region 3 / Sigma-70 region 3 / Sigma-70 factors family signature 2. / RNA polymerase sigma-70 / RNA polymerase sigma-70 region 4 / Sigma-70, region 4 ...Sigma-70 factors family signature 1. / : / RNA polymerase sigma-70 region 1.2 / Sigma-70 factor, region 1.2 / RNA polymerase sigma-70 region 3 / Sigma-70 region 3 / Sigma-70 factors family signature 2. / RNA polymerase sigma-70 / RNA polymerase sigma-70 region 4 / Sigma-70, region 4 / RNA polymerase sigma-70 region 2 / RNA polymerase sigma-70 like domain / Sigma-70 region 2 / RNA polymerase sigma factor, region 2 / RNA polymerase sigma factor, region 3/4-like / 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 / DNA-directed RNA polymerase, subunit beta-prime / RNA polymerase Rpb6 / RNA polymerase, subunit omega/Rpo6/RPB6 / RNA polymerase Rpb6 / RNA polymerase Rpb2, domain 2 superfamily / RNA polymerase Rpb1, domain 3 superfamily / RPB6/omega subunit-like superfamily / 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 / RNA polymerase Rpb1, clamp domain superfamily / RNA polymerase Rpb1, domain 3 / RNA polymerase Rpb1, domain 3 / RNA polymerase Rpb1, domain 1 / RNA polymerase Rpb1, domain 1 / RNA polymerase, beta subunit, protrusion / RNA polymerase beta subunit / 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 / DNA-directed RNA polymerase, insert domain superfamily / RNA polymerase, N-terminal / RNA polymerase Rpb1, funnel domain superfamily / RNA polymerase I subunit A N-terminus / 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 / Winged helix-like DNA-binding domain superfamily
類似検索 - ドメイン・相同性
DNA / DNA (> 10) / RNA polymerase sigma factor SigB / DNA-directed RNA polymerase subunit omega / DNA-directed RNA polymerase subunit beta' / DNA-directed RNA polymerase subunit beta / DNA-directed RNA polymerase subunit alpha
類似検索 - 構成要素
生物種Mycobacterium tuberculosis H37Rv (結核菌)
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: 3.48 Å
データ登録者Brodolin, K. / Blaise, M.
資金援助 フランス, 3件
組織認可番号国
Agence Nationale de la Recherche (ANR)ANR-20-CE44-0020-01 フランス
Agence Nationale de la Recherche (ANR)ANR-16-CE11-0025 フランス
Instruct-ERIC Center (Strasbourg Centre)19348 フランス
引用
ジャーナル: Nucleic Acids Res / 年: 2025
タイトル: Single-stranded DNA drives σ subunit loading onto mycobacterial RNA polymerase to unlock initiation-competent conformations.
著者: Rishi Kishore Vishwakarma / Nils Marechal / Zakia Morichaud / Mickaël Blaise / Emmanuel Margeat / Konstantin Brodolin /
要旨: Initiation of transcription requires the formation of the "open" promoter complex (RPo). For this, the σ subunit of bacterial RNA polymerase (RNAP) binds to the nontemplate strand of the -10 element ...Initiation of transcription requires the formation of the "open" promoter complex (RPo). For this, the σ subunit of bacterial RNA polymerase (RNAP) binds to the nontemplate strand of the -10 element sequence of promoters and nucleates DNA unwinding. This is accompanied by a cascade of conformational changes on RNAP, the exact mechanics of which remains elusive. Here, using single-molecule Förster resonance energy transfer and cryo-electron microscopy, we explored the conformational landscape of RNAP from the human pathogen Mycobacterium tuberculosis upon binding to a single-stranded DNA (ssDNA) fragment that includes the -10 element sequence (-10 ssDNA). We found that like the transcription activator RNAP-binding protein A, -10 ssDNA induced σ subunit loading onto the DNA/RNA channels of RNAP. This triggered RNAP clamp closure and unswiveling that are required for RPo formation and RNA synthesis initiation. Our results reveal a mechanism of ssDNA-guided RNAP maturation and identify the σ subunit as a regulator of RNAP conformational dynamics.
#1: ジャーナル: Acta Crystallogr D Struct Biol / 年: 2018
タイトル: Real-space refinement in PHENIX for cryo-EM and crystallography.
著者: Pavel V Afonine / Billy K Poon / Randy J Read / Oleg V Sobolev / Thomas C Terwilliger / Alexandre Urzhumtsev / Paul D Adams /
要旨: This article describes the implementation of real-space refinement in the phenix.real_space_refine program from the PHENIX suite. The use of a simplified refinement target function enables very fast ...This article describes the implementation of real-space refinement in the phenix.real_space_refine program from the PHENIX suite. The use of a simplified refinement target function enables very fast calculation, which in turn makes it possible to identify optimal data-restraint weights as part of routine refinements with little runtime cost. Refinement of atomic models against low-resolution data benefits from the inclusion of as much additional information as is available. In addition to standard restraints on covalent geometry, phenix.real_space_refine makes use of extra information such as secondary-structure and rotamer-specific restraints, as well as restraints or constraints on internal molecular symmetry. The re-refinement of 385 cryo-EM-derived models available in the Protein Data Bank at resolutions of 6 Å or better shows significant improvement of the models and of the fit of these models to the target maps.
#2: ジャーナル: Nat Commun / 年: 2023
タイトル: Structural basis of the mycobacterial stress-response RNA polymerase auto-inhibition via oligomerization.
著者: Zakia Morichaud / Stefano Trapani / Rishi K Vishwakarma / Laurent Chaloin / Corinne Lionne / Joséphine Lai-Kee-Him / Patrick Bron / Konstantin Brodolin /
要旨: Self-assembly of macromolecules into higher-order symmetric structures is fundamental for the regulation of biological processes. Higher-order symmetric structure self-assembly by the gene expression ...Self-assembly of macromolecules into higher-order symmetric structures is fundamental for the regulation of biological processes. Higher-order symmetric structure self-assembly by the gene expression machinery, such as bacterial DNA-dependent RNA polymerase (RNAP), has never been reported before. Here, we show that the stress-response σ factor from the human pathogen, Mycobacterium tuberculosis, induces the RNAP holoenzyme oligomerization into a supramolecular complex composed of eight RNAP units. Cryo-electron microscopy revealed a pseudo-symmetric structure of the RNAP octamer in which RNAP protomers are captured in an auto-inhibited state and display an open-clamp conformation. The structure shows that σ is sequestered by the RNAP flap and clamp domains. The transcriptional activator RbpA prevented octamer formation by promoting the initiation-competent RNAP conformation. Our results reveal that a non-conserved region of σ is an allosteric controller of transcription initiation and demonstrate how basal transcription factors can regulate gene expression by modulating the RNAP holoenzyme assembly and hibernation.
#3: ジャーナル: Nucleic Acids Res / 年: 2018
タイトル: RbpA relaxes promoter selectivity of M. tuberculosis RNA polymerase.
著者: Ayyappasamy Sudalaiyadum Perumal / Rishi Kishore Vishwakarma / Yangbo Hu / Zakia Morichaud / Konstantin Brodolin /
要旨: The transcriptional activator RbpA associates with Mycobacterium tuberculosis RNA polymerase (MtbRNAP) during transcription initiation, and stimulates formation of the MtbRNAP-promoter open complex ...The transcriptional activator RbpA associates with Mycobacterium tuberculosis RNA polymerase (MtbRNAP) during transcription initiation, and stimulates formation of the MtbRNAP-promoter open complex (RPo). Here, we explored the influence of promoter motifs on RbpA-mediated activation of MtbRNAP containing the stress-response σB subunit. We show that both the 'extended -10' promoter motif (T-17G-16T-15G-14) and RbpA stabilized RPo and allowed promoter opening at suboptimal temperatures. Furthermore, in the presence of the T-17G-16T-15G-14 motif, RbpA was dispensable for RNA synthesis initiation, while exerting a stabilization effect on RPo. On the other hand, RbpA compensated for the lack of sequence-specific interactions of domains 3 and 4 of σB with the extended -10 and the -35 motifs, respectively. Mutations of the positively charged residues K73, K74 and R79 in RbpA basic linker (BL) had little effect on RPo formation, but affected MtbRNAP capacity for de novo transcription initiation. We propose that RbpA stimulates transcription by strengthening the non-specific interaction of the σ subunit with promoter DNA upstream of the -10 element, and by indirectly optimizing MtbRNAP interaction with initiation substrates. Consequently, RbpA renders MtbRNAP promiscuous in promoter selection, thus compensating for the weak conservation of the -35 motif in mycobacteria.
履歴
登録2024年5月31日登録サイト: PDBE / 処理サイト: PDBE
改定 1.02025年4月2日Provider: repository / タイプ: Initial release
改定 1.12025年4月30日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation / citation_author / em_admin
Item: _citation.journal_volume / _citation.pdbx_database_id_PubMed ..._citation.journal_volume / _citation.pdbx_database_id_PubMed / _citation.title / _em_admin.last_update
改定 1.22025年5月7日Group: Data collection / Database references / カテゴリ: citation_author / em_admin
Item: _citation_author.identifier_ORCID / _em_admin.last_update

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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
f: RNA polymerase sigma factor SigB
O: DNA (17-MER)
ヘテロ分子


分子量 (理論値)分子数
合計 (水以外)408,40810
ポリマ－408,2537
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, cross-linking, formaldehyde mediated DNA-protein cross-linking assay
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: 37745.328 Da / 分子数: 2 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Mycobacterium tuberculosis H37Rv (結核菌)
遺伝子: rpoA, Rv3457c, MTCY13E12.10c / プラスミド: pMR4 / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: P9WGZ1, DNA-directed RNA polymerase
#2: タンパク質 DNA-directed RNA polymerase subunit beta / RNAP subunit beta / RNA polymerase subunit beta / Transcriptase subunit beta


分子量: 129602.344 Da / 分子数: 1 / Mutation: L2E3G4C5I6 -> V / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Mycobacterium tuberculosis H37Rv (結核菌)
遺伝子: rpoB, Rv0667, MTCI376.08c / プラスミド: pMR4 / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: P9WGY9, DNA-directed RNA polymerase
#3: タンパク質 DNA-directed RNA polymerase subunit beta' / RNAP subunit beta' / RNA polymerase subunit beta' / Transcriptase subunit beta'


分子量: 147438.344 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Mycobacterium tuberculosis H37Rv (結核菌)
遺伝子: rpoC, Rv0668, MTCI376.07c / プラスミド: pMR4 / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: P9WGY7, DNA-directed RNA polymerase
#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: 11851.140 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
由来: (組換発現) Mycobacterium tuberculosis H37Rv (結核菌)
遺伝子: rpoZ, Rv1390, MTCY21B4.07 / プラスミド: pMR4 / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: P9WGY5, DNA-directed RNA polymerase

-
タンパク質 / DNA鎖 , 2種, 2分子 fO

#5: タンパク質 RNA polymerase sigma factor SigB


分子量: 38572.773 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 組換発現
詳細: Addition of twenty N-terminal residues (MGSSHHHHHHSSGLVPRGSH) including 6xHIS tag
由来: (組換発現) Mycobacterium tuberculosis H37Rv (結核菌)
遺伝子: sigB, mysB, Rv2710 / プラスミド: pET28a / 詳細 (発現宿主): derivative comprising Rv2710 gene / 発現宿主: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / 参照: UniProt: P9WGI5
#6: DNA鎖 DNA (17-MER)


分子量: 5297.444 Da / 分子数: 1 / 由来タイプ: 合成 / 詳細: synthetic oligonucleotide / 由来: (合成) Escherichia coli (大腸菌)

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非ポリマー , 2種, 3分子

#7: 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
#8: 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 / タイプ: SUBJECT OF INVESTIGATION

-
詳細

研究の焦点であるリガンドがあるかY
Has protein modificationN

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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 holoenzyme bound to -10 promoter element ssDNA oligo
タイプ: COMPLEX / Entity ID: #1-#6 / 由来: RECOMBINANT
分子量値: 0.406 MDa / 実験値: NO
由来(天然)生物種: Mycobacterium tuberculosis H37Rv (結核菌)
由来(組換発現)生物種: Escherichia coli BL21(DE3) (大腸菌) / プラスミド: pMR4, pET28-sigB
緩衝液pH: 7.9 / 詳細: 8 mM CHAPSO added before vitrificaion
緩衝液成分
ID濃度名称式Buffer-ID
120 mMHEPESC8H18N2O4S1
2150 mMpotassium chlorideKCl1
35 mMmagnesium chlorideMgCl21
42 mMdithiothreitolC4H10O2S21
試料濃度: 6 mg/ml / 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: 200 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: 90 % / 凍結前の試料温度: 291.15 K

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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: 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）: 81000 X / 最大 デフォーカス（公称値）: 2500 nm / 最小 デフォーカス（公称値）: 800 nm / Cs: 0.01 mm / C2レンズ絞り径: 50 µm
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: 1.997 sec. / 電子線照射量: 55.735 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: 9202 / 詳細: images were collected in super-resolution mode

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解析

EMソフトウェア
ID名称バージョンカテゴリ
1Warp粒子像選択
4cryoSPARC3.3CTF補正
7UCSF Chimeraモデルフィッティング
8Coot0.9.1モデルフィッティング
10cryoSPARC3.3初期オイラー角割当
11cryoSPARC3.3最終オイラー角割当
12cryoSPARC3.3分類
13cryoSPARC3.3３次元再構成
14PHENIXモデル精密化
CTF補正タイプ: PHASE FLIPPING AND AMPLITUDE CORRECTION
粒子像の選択選択した粒子像数: 695496
3次元再構成解像度: 3.48 Å / 解像度の算出法: FSC 0.143 CUT-OFF / 粒子像の数: 67957 / 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: RIGID BODY FIT / 空間: REAL
原子モデル構築

3D fitting-ID: 1

IDPDB-IDAccession codeInitial refinement model-IDSource nameタイプChain-IDChain residue range
17PP4

7pp4

7PP41PDBexperimental model
2AlphaFoldin silico modelf159-323
精密化交差検証法: NONE

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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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