Abstract Background The Ccr4-Not complex is most well known as the major eukaryotic deadenylase. However, several studies have uncovered roles of the complex, in particular of the Not subunits, unrelated to deadenylation and relevant for translation. In particular, the existence of Not condensates that regulate translation elongation dynamics have been reported. Typical studies that evaluate translation efficiency rely on soluble extracts obtained after disruption of cells and ribosome profiling. Yet cellular mRNAs in condensates can be actively translated and may not be present in such extracts. Results In this work, by analyzing soluble and insoluble mRNA decay intermediates in yeast, we determine that insoluble mRNAs are enriched for ribosomes dwelling at non-optimal codons compared to soluble mRNAs. mRNA decay is higher for soluble RNAs, but the proportion of co-translational degradation relative to the overall mRNA decay is higher for insoluble mRNAs. We show that depletion of Not1 and Not4 inversely impact mRNA solubilities and, for soluble mRNAs, ribosome dwelling according to codon optimality. Depletion of Not4 solubilizes mRNAs with lower non-optimal codon content and higher expression that are rendered insoluble by Not1 depletion. By contrast, depletion of Not1 solubilizes mitochondrial mRNAs, which are rendered insoluble upon Not4 depletion. Conclusion Our results reveal that mRNA solubility defines dynamics of co-translation events and is oppositely regulated by Not1 and Not4, a mechanism that we additionally determine may already be set by Not1 promoter association in the nucleus.

Abstract Target protection proteins bind to antibiotic targets and confer resistance to the host organism. One class of such proteins, termed a ntibiotic re sistance (ARE) ATP binding cassette (ABC) proteins of the F-subtype (ARE ABCFs), are widely distributed throughout Gram-positive bacteria and bind the ribosome to alleviate translational inhibition by antibiotics that target the large ribosomal subunit. Using single-particle cryo-EM, we have solved the structure of ARE ABCF–ribosome complexes from three Gram-positive pathogens: Enterococcus faecalis LsaA, Staphylococcus haemolyticus VgaA LC and Listeria monocytogenes VgaL. Supported by extensive mutagenesis analysis, these structures enable a comparative approach to understanding how these proteins mediate antibiotic resistance on the ribosome. We present evidence of mechanistically diverse allosteric relays converging on a few peptidyltransferase center (PTC) nucleotides, and propose a general model of antibiotic resistance mediated by these ARE ABCFs.

Not4 and Not5 are crucial components of the Ccr4-Not complex with pivotal functions in mRNA metabolism. Both associate with ribosomes but mechanistic insights on their function remain elusive. Here we determine that Not5 and Not4 synchronously impact translation initiation and Not5 alone alters translation elongation. Deletion of Not5 causes elongation defects in a codon-dependent fashion, increasing and decreasing the ribosome dwelling occupancy at minor and major codons, respectively. This larger difference in codons translation velocities alters translation globally and enables kinetically unfavorable processes such as nascent chain deubiquitination to take place. In turn, this leads to abortive translation and favors protein aggregation. These findings highlight the global impact of Not4 and Not5 in controlling the speed of mRNA translation and transition from initiation to elongation.

Summary In all branches of life, stalled translation intermediates are recognized and processed by ribosome-associated quality-control (RQC) pathways. RQC begins with splitting of stalled ribosomes, leaving an unfinished polypeptide still attached to the large subunit. Ancient and conserved NEMF family RQC proteins target these incomplete proteins for degradation by the addition of C-terminal ‘tails.’ How such tailing can occur without the regular suite of translational components is, however, unclear. Using ex vivo single-particle cryo-EM, we show that C-terminal tailing in Bacillus subtilis is mediated by NEMF protein RqcH in concert with YabO, a protein homologous to, yet distinct from, Hsp15. Our structures reveal how these factors mediate tRNA movement across the ribosomal 50S subunit to synthesize polypeptides in the absence of mRNA or the small subunit.