title: Structures of ribosome-bound initiation factor 2 reveal the mechanism of subunit association.
abstract: Throughout the four phases of protein biosynthesis-initiation, elongation, termination, and recycling-the ribosome is controlled and regulated by at least one specified translational guanosine triphosphatase (trGTPase). Although the structural basis for trGTPase interaction with the ribosome has been solved for the last three steps of translation, the high-resolution structure for the key initiation trGTPase, initiation factor 2 (IF2), complexed with the ribosome, remains elusive. We determine the structure of IF2 complexed with a nonhydrolyzable guanosine triphosphate analog and initiator fMet-tRNAi (Met) in the context of the Escherichia coli ribosome to 3.7-Å resolution using cryo-electron microscopy. The structural analysis reveals previously unseen intrinsic conformational modes of the 70S initiation complex, establishing the mutual interplay of IF2 and initator transfer RNA (tRNA) with the ribsosome and providing the structural foundation for a mechanistic understanding of the final steps of translation initiation.
authors.affiliation: Institut für Medizinische Physik und Biophysik, Charité-Universitätsmedizin Berlin, Charitéplatz 1, 10117 Berlin, Germany.
authors.forename: Thiemo
authors.identifier: 0000-0002-0760-6828
authors.initials: T
authors.lastname: Sprink
authors.affiliation: Institut für Medizinische Physik und Biophysik, Charité-Universitätsmedizin Berlin, Charitéplatz 1, 10117 Berlin, Germany.
authors.forename: David J F
authors.initials: DJ
authors.lastname: Ramrath
authors.affiliation: Institut für Medizinische Physik und Biophysik, Charité-Universitätsmedizin Berlin, Charitéplatz 1, 10117 Berlin, Germany.
authors.forename: Hiroshi
authors.initials: H
authors.lastname: Yamamoto
authors.affiliation: Institut für Medizinische Physik und Biophysik, Charité-Universitätsmedizin Berlin, Charitéplatz 1, 10117 Berlin, Germany.
authors.forename: Kaori
authors.initials: K
authors.lastname: Yamamoto
authors.affiliation: Institut für Medizinische Physik und Biophysik, Charité-Universitätsmedizin Berlin, Charitéplatz 1, 10117 Berlin, Germany.
authors.forename: Justus
authors.initials: J
authors.lastname: Loerke
authors.affiliation: Institut für Medizinische Physik und Biophysik, Charité-Universitätsmedizin Berlin, Charitéplatz 1, 10117 Berlin, Germany.
authors.forename: Jochen
authors.initials: J
authors.lastname: Ismer
authors.affiliation: Institut für Medizinische Physik und Biophysik, Charité-Universitätsmedizin Berlin, Charitéplatz 1, 10117 Berlin, Germany.
authors.forename: Peter W
authors.initials: PW
authors.lastname: Hildebrand
authors.affiliation: Institut für Medizinische Physik und Biophysik, Charité-Universitätsmedizin Berlin, Charitéplatz 1, 10117 Berlin, Germany.
authors.forename: Patrick
authors.initials: P
authors.lastname: Scheerer
authors.affiliation: Institut für Medizinische Physik und Biophysik, Charité-Universitätsmedizin Berlin, Charitéplatz 1, 10117 Berlin, Germany.; UltraStrukturNetzwerk, Max Planck Institute for Molecular Genetics, Ihnestrasse 73, 14195 Berlin, Germany.
authors.forename: Jörg
authors.identifier: 0000-0002-4326-5047
authors.initials: J
authors.lastname: Bürger
authors.affiliation: Institut für Medizinische Physik und Biophysik, Charité-Universitätsmedizin Berlin, Charitéplatz 1, 10117 Berlin, Germany.; UltraStrukturNetzwerk, Max Planck Institute for Molecular Genetics, Ihnestrasse 73, 14195 Berlin, Germany.
authors.forename: Thorsten
authors.initials: T
authors.lastname: Mielke
authors.affiliation: Institut für Medizinische Physik und Biophysik, Charité-Universitätsmedizin Berlin, Charitéplatz 1, 10117 Berlin, Germany.
authors.forename: Christian M T
authors.initials: CM
authors.lastname: Spahn
mesh_terms: D020285:Cryoelectron Microscopy; D008958:Models, Molecular; D039881:Prokaryotic Initiation Factor-2 / Q000737:chemistry*; D011487:Protein Conformation; D012270:Ribosomes / Q000737:chemistry*
chemical_list: D039881:Prokaryotic Initiation Factor-2
keywords: protein biosynthesis; structural biology; translational guanosine triphosphatase (trGTPase)