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在延伸因子 G 介导的易位过程中,可视化两个转移 RNA 被捕获在运输过程中。

Visualization of two transfer RNAs trapped in transit during elongation factor G-mediated translocation.

机构信息

Institut für Medizinische Physik und Biophysik, Charité-Universitätsmedizin Berlin, 10117-Berlin, Germany.

出版信息

Proc Natl Acad Sci U S A. 2013 Dec 24;110(52):20964-9. doi: 10.1073/pnas.1320387110. Epub 2013 Dec 9.

Abstract

During protein synthesis, coupled translocation of messenger RNAs (mRNA) and transfer RNAs (tRNA) through the ribosome takes place following formation of each peptide bond. The reaction is facilitated by large-scale conformational changes within the ribosomal complex and catalyzed by elongtion factor G (EF-G). Previous structural analysis of the interaction of EF-G with the ribosome used either model complexes containing no tRNA or only a single tRNA, or complexes where EF-G was directly bound to ribosomes in the posttranslocational state. Here, we present a multiparticle cryo-EM reconstruction of a translocation intermediate containing two tRNAs trapped in transit, bound in chimeric intrasubunit ap/P and pe/E hybrid states. The downstream ap/P-tRNA is contacted by domain IV of EF-G and P-site elements within the 30S subunit body, whereas the upstream pe/E-tRNA maintains tight interactions with P-site elements of the swiveled 30S head. Remarkably, a tight compaction of the tRNA pair can be seen in this state. The translocational intermediate presented here represents a previously missing link in understanding the mechanism of translocation, revealing that the ribosome uses two distinct molecular ratchets, involving both intra- and intersubunit rotational movements, to drive the synchronous movement of tRNAs and mRNA.

摘要

在蛋白质合成过程中,信使 RNA(mRNA)和转移 RNA(tRNA)与核糖体的偶联易位是在形成每个肽键之后发生的。该反应由核糖体复合物内的大规模构象变化和伸长因子 G(EF-G)催化。以前对 EF-G 与核糖体相互作用的结构分析使用的是要么不含 tRNA 要么只含单个 tRNA 的模型复合物,要么是 EF-G 直接结合在翻译后状态下的核糖体上的复合物。在这里,我们展示了一个含有两个在运输中被捕获的 tRNA 的易位中间体的多粒子冷冻电镜重建,这些 tRNA 结合在嵌合的 intra/subunit ap/P 和 pe/E 杂种状态中。下游的 ap/P-tRNA 被 EF-G 的结构域 IV 和 30S 亚基主体内的 P 位元件接触,而上游的 pe/E-tRNA 与旋转的 30S 头部的 P 位元件保持紧密相互作用。值得注意的是,在这个状态下可以看到 tRNA 对的紧密压缩。这里呈现的易位中间体代表了理解易位机制的一个以前缺失的环节,揭示了核糖体使用两个不同的分子棘轮,包括内和亚基旋转运动,来驱动 tRNA 和 mRNA 的同步运动。

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引用本文的文献

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本文引用的文献

1
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