Molecular dynamics and mutational analysis of the catalytic and translocation cycle of RNA polymerase
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: During elongation, multi-subunit RNA polymerases (RNAPs) cycle between phosphodiester bond formation and nucleic acid translocation. In the conformation associated with catalysis, the mobile "trigger loop" of the catalytic subunit closes on the nucleoside triphosphate (NTP) substrate. Closing of the trigger loop is expected to exclude water from the active site, and dehydration may contribute to catalysis and fidelity. In the absence of a NTP substrate in the active site, the trigger loop opens, which may enable translocation. Another notable structural element of the RNAP catalytic center is the "bridge helix" that separates the active site from downstream DNA. The bridge helix may participate in translocation by bending against the RNA/DNA hybrid to induce RNAP forward movement and to vacate the active site for the next NTP loading. The transition between catalytic and translocation conformations of RNAP is not evident from static crystallographic snapshots in which macromolecular motions may be restrained by crystal packing. RESULTS: All atom molecular dynamics simulations of Thermus thermophilus (Tt) RNAP reveal flexible hinges, located within the two helices at the base of the trigger loop, and two glycine hinges clustered near the N-terminal end of the bridge helix. As simulation progresses, these hinges adopt distinct conformations in the closed and open trigger loop structures. A number of residues (described as "switch" residues) trade atomic contacts (ion pairs or hydrogen bonds) in response to changes in hinge orientation. In vivo phenotypes and in vitro activities rendered by mutations in the hinge and switch residues in Saccharomyces cerevisiae (Sc) RNAP II support the importance of conformational changes predicted from simulations in catalysis and translocation. During simulation, the elongation complex with an open trigger loop spontaneously translocates forward relative to the elongation complex with a closed trigger loop. CONCLUSIONS: Switching between catalytic and translocating RNAP forms involves closing and opening of the trigger loop and long-range conformational changes in the atomic contacts of amino acid side chains, some located at a considerable distance from the trigger loop and active site. Trigger loop closing appears to support chemistry and the fidelity of RNA synthesis. Trigger loop opening and limited bridge helix bending appears to promote forward nucleic acid translocation.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».