Allosteric effector ppGpp potentiates the inhibition of transcript initiation by DksA
Allosteric effector ppGpp potentiates the inhibition of transcript initiation by DksA
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变构效应器 ppGpp 增强 DksA 对转录起始的抑制
DOI：
10.1101/188680
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发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
K. Murakami
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
V. Molodtsov;E. Sineva;Lu Zhang;Xuhui Huang;M. Cashel;Sarah E. Ades;K. Murakami
DksA 和 ppGpp 是大肠杆菌严格反应中的核心参与者，并介导转录组的完整重编程，从针对快速生长优化的转录组到适应营养限制期间生存的转录组。该反应的一个主要组成部分是核糖体合成的减少，这是通过与 RNA 聚合酶 (RNAP) 结合的 DksA 和 ppGpp 的协同作用来抑制 rRNA 的转录。在这里，我们报告了大肠杆菌 RNAP 全酶与单独的 DksA 和与 ppGpp 复合的 X 射线晶体结构。结构表明，DksA 同时访问活性位点的模板链和 RNAP 的下游 DNA 结合位点，并揭示变构效应子 ppGpp 的结合重塑了 RNAP-DksA 复合物。结构数据支持转录抑制模型，其中 ppGpp 增强了 DksA 对 rRNA 启动子上开放复合物的不稳定作用。我们还确定了 RNAP-TraR 复合物的结构，揭示了 TraR 不依赖于 ppGpp 的转录抑制机制。这项工作为理解 DksA 和 ppGpp 对变形菌转录调控的多效性影响奠定了新的基础。亮点 DksA 有两种与 RNA 聚合酶结合的模式 DksA 能够抑制催化并影响 RNAP 的 DNA 结合 ppGpp 充当 DksA 功能的变构效应器 ppGpp 以功能更重要的结合模式稳定 DksA
DksA and ppGpp are the central players in the Escherichia coli stringent response and mediate a complete reprogramming of the transcriptome from one optimized for rapid growth to one adapted for survival during nutrient limitation. A major component of the response is a reduction in ribosome synthesis, which is accomplished by the synergistic action of DksA and ppGpp bound to RNA polymerase (RNAP) inhibiting transcription of rRNAs. Here, we report the X-ray crystal structures of E. coli RNAP holoenzyme in complex with DksA alone and with ppGpp. The structures show that DksA accesses the template strand at the active site and the downstream DNA binding site of RNAP simultaneously and reveal that binding of the allosteric effector ppGpp reshapes the RNAP–DksA complex. The structural data support a model for transcriptional inhibition in which ppGpp potentiates the destabilization of open complexes on rRNA promoters by DksA. We also determined the structure of RNAP–TraR complex, which reveals the mechanism of ppGpp-independent transcription inhibition by TraR. This work establishes new ground for understanding the pleiotropic effects of DksA and ppGpp on transcriptional regulation in proteobacteria. Highlights DksA has two modes of binding to RNA polymerase DksA is capable of inhibiting the catalysis and influences the DNA binding of RNAP ppGpp acts as an allosteric effector of DksA function ppGpp stabilizes DksA in a more functionally important binding mode
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大肠杆菌转录起始复合物的晶体结构具有完整的气泡。
影响因子：
16
作者：
Zuo Y;Steitz TA
通讯作者：
Steitz TA
影响因子：
16
作者：
Ross W;Sanchez-Vazquez P;Chen AY;Lee JH;Burgos HL;Gourse RL
通讯作者：
Gourse RL
DOI：
10.1107/s0907444910026582
发表时间：
2010-11-01
影响因子：
2.2
作者：
Afonine, Pavel V.;Mustyakimov, Marat;Adams, Paul D.
通讯作者：
Adams, Paul D.
影响因子：
5.4
作者：
Srivastava, Aashish;Talaue, Meliza;Liu, Shuang;Degen, David;Ebright, Richard Y.;Sineva, Elena;Chakraborty, Anirban;Druzhinin, Sergey Y.;Chatterjee, Sujoy;Mukhopadhyay, Jayanta;Ebright, Yon W.;Zozula, Alex;Shen, Juan;Sengupta, Sonali;Niedfeldt, Rui Rong;Xin, Cai;Kaneko, Takushi;Irschik, Herbert;Jansen, Rolf;Donadio, Stefano;Connell, Nancy;Ebright, Richard H.
通讯作者：
Ebright, Richard H.
影响因子：
56.9
作者：
Gaal, T;Bartlett, MS;Gourse, RL
通讯作者：
Gourse, RL