Conformational Ensemble of TteAdoCbl Riboswitch Provides Stable Structural Elements for Conformation Selection and Population Shift in Cobalamin Recognition.
Conformational Ensemble of TteAdoCbl Riboswitch Provides Stable Structural Elements for Conformation Selection and Population Shift in Cobalamin Recognition.
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DOI：
10.1021/acs.jpcb.1c00038
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发表时间：
2021-03-18
影响因子：
3.3
通讯作者：
Wang, Yun-Xing
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ma, Buyong;Bai, Ganggang;Nussinov, Ruth;Ding, Jienyu;Wang, Yun-Xing
钴胺素核糖开关是一种顺式调节元件，广泛存在于细菌中维生素 B12 相关基因的 5'-UTR 中，导致特定蛋白质的调节和产生。 Thermoanaerobacter tengcongensis (Tte) AdoCbl 核糖开关是已知最大的核糖开关，具有 210 个核苷酸，部分原因是其外周 P6 延伸较长，这使得 AdoCbl 具有高亲和力。 T 环/T 环样基序和接吻环这两个结构元件是 RNA 整体折叠的关键。虽然TteAdoCbl核糖开关复合物的结构已知，但我们仍然不了解AdoCbl配体识别之前的结构和构象。为了描述长程相互作用的构象变化和稳定性，我们对 TteAdoCbl 核糖开关进行了广泛的全原子复制交换分子动力学模拟，总模拟时间为 2296 ns。我们发现T-环/T-环样基序和接吻环与配体结合都非常稳定。 P6 延伸的门控构象变化允许配体与预先组织的接吻环结合袋结合。 T 环/T 环样基序比 TteAdoCbl 核糖开关复合体晶体结构中观察到的氢键多得多，表明 T 环/T 环样基序的变构反应。我们的研究表明，TteAdoCbl 核糖开关的构象整体为钴胺素识别中的构象选择和群体转变提供了稳定的结构元件。
Cobalamin riboswitch is a cis-regulatory element widely found in the 5’-UTRs of the vitamin B12-associated genes in bacteria, resulting in modulation and production of a particular protein. Thermoanaerobacter tengcongensis (Tte) AdoCbl riboswitches are the largest of the known riboswitches with 210 nucleotides, partially due to its long peripheral P6-extension, which enable high affinity of AdoCbl. Two structural elements, T-loop/T-looplike motif and kissing loop are key to the global folding of the RNA. While the structure of the TteAdoCbl riboswitch complex is known, we still do not understand the structure and conformation before AdoCbl ligand recognition. In order to delineate the conformational changes and the stabilities of long-range interactions, we have performed extensive all-atom replica-exchange molecular dynamics simulations of the TteAdoCbl riboswitch with a total simulation time of 2296 ns. We found that both the T-loop/T-looplike motif and kissing loop are very stable with ligand binding. The gating conformation changes of P6-extension allow the ligand to bind to the preorganized kissing loop binding pocket. The T-loop/T-looplike motif has much more hydrogen bonds than observed in TteAdoCbl riboswitch complex crystal structure, indicating an allosteric response of the T-loop/T-looplike motif. Our study demonstrated that the conformational ensemble of TteAdoCbl riboswitch provides stable structural elements for conformation selection and population shift in cobalamin recognition.
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DOI：
10.1038/s41580-019-0136-0
发表时间：
2019-08
期刊：
Nature reviews. Molecular cell biology
影响因子：
--
作者：
Ganser LR;Kelly ML;Herschlag D;Al-Hashimi HM
通讯作者：
Al-Hashimi HM
影响因子：
64.8
作者：
通讯作者：
--
影响因子：
3.8
作者：
Nussinov R;Ma B;Tsai CJ
通讯作者：
Tsai CJ
影响因子：
14.9
作者：
Girard, Nicolas;Dagenais, Pierre;Legault, Pascale
通讯作者：
Legault, Pascale
DOI：
10.1261/rna.037549.112
发表时间：
2013-07
期刊：
RNA (New York, N.Y.)
影响因子：
--
作者：
Allnér O;Nilsson L;Villa A
通讯作者：
Villa A