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Molecular analysis of the ribosome recycling factor ABCE1 bound to the 30S post-splitting complex
(2020)
Ribosome recycling by the twin-ATPase ABCE1 is a key regulatory process in mRNA translation and surveillance and in ribosome-associated protein quality control in Eukarya and Archaea. Here, we captured the archaeal 30S ribosome post-splitting complex at 2.8 Å resolution by cryo-electron microscopy. The structure reveals the dynamic behavior of structural motifs unique to ABCE1, which ultimately leads to ribosome splitting. More specifically, we provide molecular details on how conformational rearrangements of the iron–sulfur cluster domain and hinge regions of ABCE1 are linked to closure of its nucleotide-binding sites. The combination of mutational and functional analyses uncovers an intricate allosteric network between the ribosome, regulatory domains of ABCE1, and its two structurally and functionally asymmetric ATP-binding sites. Based on these data, we propose a refined model of how signals from the ribosome are integrated into the ATPase cycle of ABCE1 to orchestrate ribosome recycling.
Introduction: Prophylaxis with factor VIII (FVIII) concentrates in children with haemophilia A (HA) is current standard of care. The benefit of prophylactic treatment for adult HA patients is not commonly accepted.
Aim: To investigate the benefit of prophylaxis over on‐demand treatment in adult and elderly patients with severe or non‐severe HA in a real‐life setting.
Methods: Data from 163 patients comprising 1202 patient‐years were evaluated for 7.5 (±5.3) years. The effects on the annual bleeding rate (ABR, including spontaneous and traumatic bleeds) of treatment with a plasma‐derived FVIII concentrate, the patient's age and disease severity were investigated. The effect of changing the treatment from on demand to continuous prophylaxis on the patients’ ABRs was further analysed.
Results: Prophylaxis had the greatest effect on the ABRs of patients of any age with severe or non‐severe HA. The difference in ABR of all patients treated on demand (median 31.4; interquartile range (IQR) 27.6; N = 83) compared with those treated prophylactically (median 1.3; IQR 3.6; N = 122) was statistically significant (P < .05), even for patients with non‐severe HA (median 8.4; IQR 15.5; N = 11) vs median 1.5; IQR 4.2 (N = 17), P < .05). Patients, aged up to 88 years, switching from on demand to continuous prophylaxis showed the lowest median ABR (1.1; N = 51) after their regimen change.
Conclusion: Any (even low‐frequency) prophylaxis results in lower ABR than on‐demand treatment. Patients switching to prophylaxis benefitted the most, irrespective of age or HA severity. Prophylactic treatment—even tertiary—is the regimen of choice for patients of any age, including elderly patients, with severe or non‐severe HA.
Ribosome recycling orchestrated by the ATP binding cassette (ABC) protein ABCE1 can be considered as the final—or the first—step within the cyclic process of protein synthesis, connecting translation termination and mRNA surveillance with re-initiation. An ATP-dependent tweezer-like motion of the nucleotide-binding domains in ABCE1 transfers mechanical energy to the ribosome and tears the ribosome subunits apart. The post-recycling complex (PRC) then re-initiates mRNA translation. Here, we probed the so far unknown architecture of the 1-MDa PRC (40S/30S·ABCE1) by chemical cross-linking and mass spectrometry (XL-MS). Our study reveals ABCE1 bound to the translational factor-binding (GTPase) site with multiple cross-link contacts of the helix–loop–helix motif to the S24e ribosomal protein. Cross-linking of the FeS cluster domain to the ribosomal protein S12 substantiates an extreme lever-arm movement of the FeS cluster domain during ribosome recycling. We were thus able to reconstitute and structurally analyse a key complex in the translational cycle, resembling the link between translation initiation and ribosome recycling.
The endoplasmic reticulum–mitochondria encounter structure (ERMES) connects the mitochondrial outer membrane with the ER. Multiple functions have been linked to ERMES, including maintenance of mitochondrial morphology, protein assembly and phospholipid homeostasis. Since the mitochondrial distribution and morphology protein Mdm10 is present in both ERMES and the mitochondrial sorting and assembly machinery (SAM), it is unknown how the ERMES functions are connected on a molecular level. Here we report that conserved surface areas on opposite sides of the Mdm10 β-barrel interact with SAM and ERMES, respectively. We generated point mutants to separate protein assembly (SAM) from morphology and phospholipid homeostasis (ERMES). Our study reveals that the β-barrel channel of Mdm10 serves different functions. Mdm10 promotes the biogenesis of α-helical and β-barrel proteins at SAM and functions as integral membrane anchor of ERMES, demonstrating that SAM-mediated protein assembly is distinct from ER-mitochondria contact sites.
GrassVeg.DE – die neue kollaborative Vegetationsdatenbank für alle Offenlandhabitate Deutschlands
(2017)
Der Bericht stellt die neue kollaborative Vegetationsdatenbank GrassVeg.DE (EU-DE-020; http://bit.ly/2qgX208) vor, die Vegetationsaufnahmen von Grasländern und anderen nicht-aquatischen Offenlandhabitaten Deutschlands sammelt, um sie national und international für die vegetationsökologische Forschung zur Verfügung zu stellen. GrassVeg.DE trägt die Daten zum European Vegetation Archive (EVA) und künftig auch zur globalen Vegetationsdatenbank „sPlot“ bei. Datenlieferanten von GrassVeg.DE behalten volle Verfügungsgewalt über ihre Daten und werden Mitglied des GrassVeg.DE-Konsortiums. Dadurch profitieren sie durch Co-Autorenschaften und Zitate von ihren Beiträgen und erlangen zugleich die Möglichkeit, selbst Projekte zu beantragen, die GrassVeg.DE- oder EVA-Daten nutzen. Die schnell wachsende GrassVeg.DE-Datenbank umfasste im Juli 2017 3.181 Vegetationsaufnahmen aus acht deutschen Bundesländern. Perspektivisch kann GrassVeg.DE dazu beitragen, eine konsistente Neuklassifikation der Graslandvegetationstypen Deutschlands im Rahmen der Synopsis der Pflanzengesellschaften Deutschlands zu ermöglichen. Wir schließen den Beitrag mit einem Aufruf, eigene und aus der Literatur digitalisierte Vegetationsaufnahmen zu GrassVeg.DE beizutragen.
Seit 12 Jahren werden von Mitgliedern der Eurasian Dry Grassland Group (EDGG) und deren Vorgängerorganisationen Grasland-Sonderteile in Tuexenia herausgegeben. Der diesjährige Sonderteil enthält fünf Artikel, die das Grasland verschiedener mitteleuropäischer Länder mit unterschiedlichen Zielen untersuchen. Der erste Artikel untersucht Auswirkungen von Weide und Mahd auf die Diversität des Graslands in Deutschland in Abhängigkeit von verschiedenen Umweltfaktoren, der zweite die Auswirkung kleiner Büsche auf den Artenreichtum von Gefäßpflanzen in beweideten Wiesensteppen in Ungarn. Der dritte Artikel fragt, ob sich ungarische Sandtrockenrasen mit Festuca vaginata von solchen mit F. pseudovaginata in ihrer Vegetation und ihren Standortsbedingungen unterscheiden; die letztere war erst kürzlich beschrieben worden. Der vierte Artikel modelliert Auswirkungen des Klimawandels auf geschützte Graslandbestände in Serbien und deren Arten während schließlich der fünfte Artikel die Initiative einer neuen Datenbank des deutschen Graslands (GrassVeg.DE) vorstellt und dazu aufruft, sich daran zu beteiligen. Insgesamt haben zu diesem 12. Grasland-Sonderteil 41 Autoren aus fünf Ländern (Dänemark, Deutschland, Italien, Schweiz, Serbien und Ungarn) beigetragen.
Seit 11 Jahren werden von Mitgliedern der Eurasian Dry Gassland Group (EDDG) und deren Vorgängerorganisationen Grasland-Sonderteile in Tuexenia herausgegeben. Der diesjährige Sonderteil präsentiert sechs Artikel mit unterschiedlichen Fragestellungen zu Trockenrasen und verwandten Graslandtypen aus sechs europäischen Ländern: Belgien, Bosnien-Herzegowina, Deutschland, Italien, Serbien und Ungarn. Ein Artikel behandelt syntaxonomische Aspekte der Serpentin-Steppenrasen des Balkans (s. auch Umschlagfoto). Zwei Beiträge untersuchen funktionelle Eigenschaften von Pflanzenarten im Grasland, der eine (in belgischen Trockenrasen) die Variationen funktioneller Merkmale in Abhängigkeit von den Umweltbedingungen und der andere die Mengenverhältnisse von funktionellen Merkmalen entlang eines Höhengradienten in den italienischen Alpen. Ein Artikel zeigt mithilfe eines experimentellen Ansatzes, dass artenarmes ungarisches Grasland durch Diasporenzufuhr in artenreiche Wiesen überführt werden kann, während ein anderer Beitrag ökologische Theorien am Grasland in einer ungarischen Stadt überprüft. Der sechste Artikel behandelt schließlich Vegetationsveränderungen von Steppenrasen in Nordostdeutschland nach 20 Jahren.
Der Harz wurde über Jahrhunderte durch intensiven Bergbau und Erzverarbeitung geprägt. In ihrer Folge entstanden zahlreiche Sekundärstandorte mit schwermetallreichen Substraten auf Halden und kontaminierten Flussschottern. Daher stellt der Harz ein klassisches Gebiet des Studiums von Pflanzengesellschaften mit schwermetalltoleranten Arten dar. Allerdings lag bis heute keine systematische Übersicht und umfassende ökologische Analyse der Schwermetallvegetation und deren Standorte vor. - Grundlagen der Arbeit sind 120 Aufnahmen der Schwermetallvegetation und Analysen der Bodenbedingungen an 23 Orten auf Bergbau- und Schlackenhalden sowie kontaminierten Flussschottern im westlichen Harz und seinem Vorland. Die Rasen besitzen insgesamt nur wenige Phanerogamen; ihre Kenntaxa Armeria maritima ssp. halleri, Minuartia verna ssp. hercynica und Silene vulgaris var. humilis kommen aber in den meisten Beständen vor. Sie werden alle dem Armerietum halleri Libbert 1930 zugeordnet, das sich neben einer Silene-Pionierphase in drei Subassoziationen: A. cladonietosum chlorophaeae, A. typicum und A. achilletosum millefoliae gliedern lässt, die auch als Phasen einer Primärsukzession gedeutet werden können. Die beiden letzteren können weiter in je eine Typische und eine bodenfeuchtere Cardaminopsis halleri-Variante aufgeteilt werden. - In einer DCA trennen sich die Subassoziationen entlang der ersten Achse. Diese Achse ist positiv korreliert mit den Ellenberg-Zeigerwerten für Reaktion, Stickstoff und Feuchte sowie den Calcium-Gehalten der Bodenlösung, negativ mit den Kupfer-Gehalten und Anteilen offener Steine. Die Schwermetall-Gehalte der Böden sind durchgehend hoch. Im A. cladonietosum und A. typicum sowie der Silene-Pionierphase gibt es besonders große Zink- und Kupfer-Gehalte; weite Schwermetall/Calcium-Verhältnisse weisen hier auf extrem zinktoxische Bedingungen hin. Die Blei-Gehalte unterscheiden sich zwischen den Gesellschaften dagegen kaum. - Ein Vergleich der aktuellen Anzahl von Halden mit einer Liste von 1928 zeigt einen starken Rückgang der Schwermetallstandorte durch menschliche Zerstörung und natürliche Sukzession. Pflegemaßnahmen zur Erhaltung oder Regeneration werden erörtert. - In der Diskussion wird die Beibehaltung eines eigenständigen Armerietum halleri befürwortet. Die Auswertung von Literaturdaten in einer Übersichtstabelle für Deutschland ergibt eine Einengung der Violetea calaminariae auf einen Kern artenärmerer Gesellschaften. Für den übrig bleibenden einzigen Verband wird vorgeschlagen, den Namen Armerion halleri Ernst 1965 als nomen conservandum beizubehalten.
Wir untersuchen Zusammenhänge zwischen der Artenzusammensetzung, dem Artenreichtum und den Umweltbedingungen der Schwermetallrasen und Trockenrasen der Bottendorfer Hügel in Nord-Thüringen. In diesem Gebiet wachsen primäre und sekundäre Schwermetallrasen und verschiedene Trockenrasengesellschaften auf nicht-schwermetallhaltigen Böden mit einer artenreichen Xerothermrasen-Flora. Anhand von 206 Aufnahmen unterscheiden wir neun Pflanzengesellschaften aus sechs Verbänden der Klassen Koelerio-Corynephoretea (Sedo-Veronicion, Alysso-Sedion) und Festuco-Brometea (Festucion pallentis, Koelerio-Phleion, Festucion valesiacae, Cirsio-Brachypodion). Vier Trockenrasengesellschaften, in denen die Metallophyten Armeria maritima subsp. halleri und Minuartia verna subsp. hercynica häufig Vorkommen, werden als spezielle Subassoziationen (armerietosum halleri) von vier Assoziationen (Teucrio-Festucetum, Thymo-Festucetum, Filipendulo-Helictotrichetum, Adonido-Brachypodietum) neu beschrieben. In einer DCA mit angezeigten Umweltvektoren bilden die Gesellschaften klare Gruppen. Das Teucrio-Festucetum armerietosum und Thymo-Festucetum armerietosum sind in der DCA mit den Gehalten des Bodens an Kupfer und Blei sowie dem C/N-Verhältnis des Bodens eng korreliert, das Adonido-Brachypodietum teucrietosum und Festuco-Stipetum teucrietosum mit dem pH und Karbonatgehalt des Bodens. Der Artenreichtum an Gefäßpflanzen, Moosen und Flechten nimmt bis pH 7,5 zu und dann ab. Der Artenreichtum steigt mit dem Karbonatgehalt und der Leitfähigkeit des Bodens und nimmt mit dem C/N-Verhältnis des Bodens ab. Der Artenreichtum der Gefäßpflanzen nimmt mit dem Kupfergehalt des Bodens ab, während die Wahrscheinlichkeit des Vorkommens der Metallophyten mit dem Kupfer- und Zinkgehalt steigt. - Unsere Studie zeigt, dass Bodenfaktoren wie der pH und der Karbonatgehalt für die Zusammensetzung und den Artenreichtum der Vegetation auf kontaminierten Böden ebenso wichtig sind wie der Gehalt an Schwermetallen. Schwermetallrasen können daher Trockenrasen auf nicht-schwermetallhaltigen Böden floristisch sehr ähnlich sein.
We present a report on the second annual symposium of the Dry Grassland Working Group, which took place 26.-28.08.05 in Münster and was entitled ‘Observation scales in dry grasslands’ The Dry Grassland Working Group is a discussion forum for all who are dealing with dry grasslands in central Europe. It organises annual symposia on various topics and aims to prepare the volumes on dry grasslands and closely related vegetation classes within the the ‘Synopsis of the plant communities of Germany’ The Synopsis will be based on a TURBOVEG database. As its structure and reference lists are now almost fixed, we will probably be able to start with data input at the beginning of 2006.