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Abstract

Using the atomic structures of the large ribosomal subunit fromHaloarcula marismortui and its complexes with two substrate analogs, we establish that the ribosome is a ribozyme and address the catalytic properties of its all-RNA active site. Both substrate analogs are contacted exclusively by conserved ribosomal RNA (rRNA) residues from domain V of 23S rRNA; there are no protein side-chain atoms closer than about 18 angstroms to the peptide bond being synthesized. The mechanism of peptide bond synthesis appears to resemble the reverse of the acylation step in serine proteases, with the base of A2486 (A2451 in Escherichia coli) playing the same general base role as histidine-57 in chymotrypsin. The unusual pK a (where K a is the acid dissociation constant) required for A2486 to perform this function may derive in part from its hydrogen bonding to G2482 (G2447 in E. coli), which also interacts with a buried phosphate that could stabilize unusual tautomers of these two bases. The polypeptide exit tunnel is largely formed by RNA but has significant contributions from proteins L4, L22, and L39e, and its exit is encircled by proteins L19, L22, L23, L24, L29, and L31e.

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百度 德上高速池祁段的建成将结束石台县不通高速的历史,也是我省四纵八横高速公路网规划中纵三(济南至祁门高速公路)的一段,对尽快完善全省路网结构,推动高速公路网络化、规模化,实现县县通高速具有重要意义。

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Crystals of 50S ribosomal subunits were grown and stabilized as described (35). CCdA-p-puromycin (Fig. 1A) was a generous gift from Michael Yarus (32). N-amino-acylated mini-helices (Fig. 1B) were synthesized by Dharmacon. Following deprotection, oligonucleotides were briefly heated to 100°C and snap-cooled on ice to reanneal. Ribosomal 50S subunit crystals were stabilized and then soaked for 24 hours in stabilization buffer plus 100 μM CCdA-p-puromycin or N-amino-acylated mini-helices before cryovitrification in liquid propane and x-ray diffraction data collection. Phases were calculated by density modification (crystallographic and NMR system) beginning with the best experimental phases (35) using 2Fo(analog) – Fo(native) for amplitudes, from 60.0 to 3.2 ?. Native amplitudes were from the most isomorphous native 1 data set, except for those amplitudes that were present only in the more complete native 2 data set. Calculated 2FoFo amplitudes that were less than twice the corresponding calculated σ were replaced by Fo(analog). Maps were then calculated using phases from density modified and 2Fo(analog) – Fo(native) or Fo(analog) – Fo(native) amplitudes.
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We thank B. Freeborn for her skilled technical assistance in preparing 50S ribosomal subunit material and crystals. We thank M. Yarus for his generous gift of CCdA-p-puromycin, and S. Strobel, J. Steitz, D. Crothers, D. Herschlag, and T. Cech for discussions. We are indebted to R. Sweet and M. Capel for their assistance with data collection at the National Synchrotron Light Source (Brookhaven National Laboratory), and A. Joachimiak and the staff of 19-ID at the Advanced Photon Source (Argonne National Laboratory). Supported by grants from NIH to T.A.S. (GM22778) and P.B.M. (GM54216) and a grant from the Agouron Institute to T.A.S. and P.B.M. N.B. is supported by a Burroughs Welcome Fund Career Award. Coordinates of the ligand-free subunit and of domain V complexed with the two analogs have been deposited in the Protein Data Bank with accession numbers 1FFK, 1FFZ, and 1FG0.

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