Structural basis of three different transcription activation strategies adopted by a single regulator SoxS.
Structural basis of three different transcription activation strategies adopted by a single regulator SoxS.
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单一调节器 SoxS 采用的三种不同转录激活策略的结构基础
DOI：
10.1093/nar/gkac898
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发表时间：
2022-10-28
影响因子：
14.9
通讯作者：
Lin, Wei
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Shi, Jing;Wang, Lu;Wen, Aijia;Wang, Fulin;Zhang, Yuqiong;Yu, Libing;Li, Fangfang;Jin, Yuanling;Feng, Zhenzhen;Li, Jiacong;Yang, Yujiao;Gao, Fei;Zhang, Yu;Feng, Yu;Wang, Shuang;Zhao, Wei;Lin, Wei
转录激活是通过广泛的蛋白质-蛋白质和蛋白质-DNA 相互作用而建立的，这些相互作用允许激活剂参与并重塑 RNA 聚合酶。 SoxS 是一种全局转录激活因子，通过不同的启动子对应激反应基因的子集进行多种调节，但详细的 SoxS 依赖性转录起始机制仍然不清楚。在这里，我们报告了三种 SoxS 依赖性转录激活复合物（SoxS-TACI、SoxS-TACII 和 SoxS-TACIII）的冷冻电镜结构，该复合物由大肠杆菌 RNA 聚合酶 (RNAP)、SoxS 蛋白和三类代表性的 SoxS 调节启动子组成。这些结构揭示了 SoxS 单体通过与启动子 DNA 和 RNAP 不同保守域的特定相互作用来协调转录起始。特别是，SoxS 在 SoxS-TACIII 中的定位方向与 SoxS-TACI 和 SoxS-TACII 中的方向相反，揭示了一种新的转录激活模式。引人注目的是，RNAP α 亚基 (αCTD) 的两个普遍保守的 C 端结构域相互关联，桥接 SoxS 和 σ70 的区域 4。我们表明，SoxS 直接且独立于 DNA 与 RNAP 相互作用，重塑酶以激活同源 SoxS 启动子的转录，同时抑制含有 UP 元件的启动子的转录。我们的数据提供了 SoxS 依赖性启动子结构的全面总结，并为 αCTD 对细菌转录控制的贡献提供了新的见解。
Transcription activation is established through extensive protein–protein and protein–DNA interactions that allow an activator to engage and remodel RNA polymerase. SoxS, a global transcription activator, diversely regulates subsets of stress response genes with different promoters, but the detailed SoxS-dependent transcription initiation mechanisms remain obscure. Here, we report cryo-EM structures of three SoxS-dependent transcription activation complexes (SoxS-TACI, SoxS-TACII and SoxS-TACIII) comprising of Escherichia coli RNA polymerase (RNAP), SoxS protein and three representative classes of SoxS-regulated promoters. The structures reveal that SoxS monomer orchestrates transcription initiation through specific interactions with the promoter DNA and different conserved domains of RNAP. In particular, SoxS is positioned in the opposite orientation in SoxS-TACIII to that in SoxS-TACI and SoxS-TACII, unveiling a novel mode of transcription activation. Strikingly, two universally conserved C-terminal domains of alpha subunit (αCTD) of RNAP associate with each other, bridging SoxS and region 4 of σ70. We show that SoxS interacts with RNAP directly and independently from DNA, remodeling the enzyme to activate transcription from cognate SoxS promoters while repressing transcription from UP-element containing promoters. Our data provide a comprehensive summary of SoxS-dependent promoter architectures and offer new insights into the αCTD contribution to transcription control in bacteria.
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DOI：
10.1107/s2059798318009324
发表时间：
2018-09-01
期刊：
Acta crystallographica. Section D, Structural biology
影响因子：
--
作者：
Afonine PV;Klaholz BP;Moriarty NW;Poon BK;Sobolev OV;Terwilliger TC;Adams PD;Urzhumtsev A
通讯作者：
Urzhumtsev A
影响因子：
64.5
作者：
Feklistov A;Darst SA
通讯作者：
Darst SA
转录活化剂SOX与RNA聚合酶在Escherichia Coli中II类SOXSS依赖性启动子的σ（70）亚基的区域4之间存在新的相互作用的遗传证据。
影响因子：
5.6
作者：
Zafar MA;Sanchez-Alberola N;Wolf RE Jr
通讯作者：
Wolf RE Jr
DOI：
10.1107/s0907444904019158
发表时间：
2004-12-01
影响因子：
2.2
作者：
Emsley, P;Cowtan, K
通讯作者：
Cowtan, K
DOI：
10.1006/bbrc.2002.6559
发表时间：
2002-03-08
影响因子：
3.1
作者：
Griffith, KL;Shah, IM;Wolf, RE
通讯作者：
Wolf, RE