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Article Dans Une Revue Nature Structural and Molecular Biology Année : 2019

Structural basis of amino acid surveillance by higher-order tRNA-mRNA interactions

Shuang Li
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 772822
  • IdRef : 191915882
Zhaoming Su
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Vassiliki Stamatopoulou
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Nikoleta Giarimoglou
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Frances E. Henderson
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Lixin Fan
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Grigore D. Pintilie
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Kaiming Zhang
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Muyuan Chen
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Steven J. Ludtke
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Yun-Xing Wang
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Constantinos Stathopoulos
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Wah Chiu
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Jinwei Zhang
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Résumé

Amino acid availability in Gram-positive bacteria is monitored by T-box riboswitches. T-boxes directly bind tRNAs, assess their aminoacylation state, and regulate the transcription or translation of downstream genes to maintain nutritional homeostasis. Here, we report cocrystal and cryo-EM structures of Geobacillus kaustophilus and Bacillus subtilis T-box-tRNA complexes, detailing their multivalent, exquisitely selective interactions. The T-box forms a U-shaped molecular vise that clamps the tRNA, captures its 3' end using an elaborate 'discriminator' structure, and interrogates its aminoacylation state using a steric filter fashioned from a wobble base pair. In the absence of aminoacylation, T-boxes clutch tRNAs and form a continuously stacked central spine, permitting transcriptional readthrough or translation initiation. A modeled aminoacyl disrupts tRNA-T-box stacking, severing the central spine and blocking gene expression. Our data establish a universal mechanism of amino acid sensing on tRNAs and gene regulation by T-box riboswitches and exemplify how higher-order RNA-RNA interactions achieve multivalency and specificity.

Dates et versions

hal-02379385 , version 1 (25-11-2019)

Identifiants

Citer

Shuang Li, Zhaoming Su, Jean Lehmann, Vassiliki Stamatopoulou, Nikoleta Giarimoglou, et al.. Structural basis of amino acid surveillance by higher-order tRNA-mRNA interactions. Nature Structural and Molecular Biology, 2019, ⟨10.1038/s41594-019-0326-7⟩. ⟨hal-02379385⟩
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