Gene Center and Department of Biochemistry, Center for Integrated Protein Science Munich (CIPSM), Ludwig-Maximilians-Universität München, Munich, Germany.
EMBO J. 2011 Apr 6;30(7):1302-10. doi: 10.1038/emboj.2011.64. Epub 2011 Mar 8.
Related RNA polymerases (RNAPs) carry out cellular gene transcription in all three kingdoms of life. The universal conservation of the transcription machinery extends to a single RNAP-associated factor, Spt5 (or NusG in bacteria), which renders RNAP processive and may have arisen early to permit evolution of long genes. Spt5 associates with Spt4 to form the Spt4/5 heterodimer. Here, we present the crystal structure of archaeal Spt4/5 bound to the RNAP clamp domain, which forms one side of the RNAP active centre cleft. The structure revealed a conserved Spt5-RNAP interface and enabled modelling of complexes of Spt4/5 counterparts with RNAPs from all kingdoms of life, and of the complete yeast RNAP II elongation complex with bound Spt4/5. The N-terminal NGN domain of Spt5/NusG closes the RNAP active centre cleft to lock nucleic acids and render the elongation complex stable and processive. The C-terminal KOW1 domain is mobile, but its location is restricted to a region between the RNAP clamp and wall above the RNA exit tunnel, where it may interact with RNA and/or other factors.
相关的 RNA 聚合酶 (RNAP) 在所有三个生命领域中执行细胞基因转录。转录机制的普遍保守性延伸到一个单一的与 RNAP 相关的因子，Spt5（或细菌中的 NusG），它使 RNAP 具有连续性，并且可能很早就出现了，以允许长基因的进化。Spt5 与 Spt4 结合形成 Spt4/5 异二聚体。在这里，我们展示了与 RNAP 夹钳结构域结合的古菌 Spt4/5 的晶体结构，该结构形成了 RNAP 活性中心裂缝的一侧。该结构揭示了一个保守的 Spt5-RNAP 界面，并能够对来自所有生命领域的 RNAP 的 Spt4/5 对应物的复合物进行建模，以及与结合的 Spt4/5 的完整酵母 RNAP II 延伸复合物进行建模。Spt5/NusG 的 N 端 NGN 结构域封闭了 RNAP 活性中心裂缝，锁定了核酸，并使延伸复合物稳定且具有连续性。C 端 KOW1 结构域是可移动的，但它的位置被限制在 RNAP 夹钳和 RNA 出口隧道上方的壁之间的区域，在该区域它可能与 RNA 和/或其他因子相互作用。
