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120
140
time, [min]
" "5$ 5$ 5$ 6"5 *
) H % Æ
+ & = :%
.+
# % % /A % 3EE:6 ) ( % & % )+ .+ % 34
!
+ H %
%
/ & = C6 -+ + # -)
34C
aminoacylation of tRNAj, [µM/min]
0.40 tRNA
0.35
tRNA 0.30
tRNA tRNA
0.25
Gln1 Leu1 Met Phe
0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 0
20
40
60
80
100
120
140
time, [min]
"
34=
120
AcP hydrolysis Acetate kinase Adenylate kinase ATPase
rate, [µM/min]
100
80
60
40
20
0 0
20
40
60
80
100
120
140
time, [min]
" & = = $ ) )+ A %
%
Æ + 4 E; /& = E6 ) H % & = 34% 1 9&+ 9&+ / ! /;4446 + = 36 $ H + %
5 % 9&+% 9&+% 9&. 3B4% ;4% ;4% %
/ + : ; D 26 , 9&+ 9&.
% 9&+ /! % ;4446 , % % 9&+ 9&+%
34E
1.0
energy charge, [-]
0.9
0.8
0.1
0.0 0
20
40
60
80
100
120
140
time, [min]
" & . /0D> *
+ H 9&+ G & = 33% -)5 + -) 4 ;:
/
-) 6 ) # % @-)5
3:
33B + -) + 2D -) / 6
% -) H + # % & = 3;% ; < 4 2 < ; B
%
#
34 ;4 < % B :4 ( #
+ # # % 9&+% Æ
334
1.2 total EFTu total EFTs
concentration, [µM]
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0 0
20
40
60
80
100
120
140
time, [min]
" +" +" " >/
0.30
concentration, [µM]
0.25
0.20 T3Leu5 0.15
Leu-tRNALeu5 tRNALeu5
0.10
0.05
0.00 0
20
40
60
80
100
120
140
time, [min]
"
$ # $ ", < A - * -$ -$ -9?DD ", $ # $ $ 5
5
5
5
5
5
333
average specific rate of TL-elongation, [aa/s]
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0 0
20
40
60
80
100
120
140
time, [min]
5 & A -$ & < * . -
+ -) & = 32 , " +C -) / 2 D D6% % * % ) -) / & = D6% -) + # 23 C < / 6 ) 34 % :E4 /& = 3D6 + -) / 2BC 6
A %
-) +
M 2 & = 3B
H
% % /H /= C66 +
33;
0.05 degradosome association transcription
rate, [µM/min]
0.04
0.03
0.02
0.01
0.00 0
20
40
60
80
100
120
140
time, [min]
" -) ) 3D4 % C%444 -) / 6 + D4 =4
/ + : ;6% 344
% -) + +C -) % -) 1 ( / B6
%
-) % -) & % # H -) / 6 + % % % / & = 3:6 % )+ .+
/ & = :6% *+ 5+ / 6% -)%
332
1000
average degradosome spacing, [codons]
800
600
400
200
0 0
20
40
60
80
100
120
140
time, [min]
5 *
average ribosome spacing, [codons]
10000
8000
6000
4000
2000
0 0
5
10
15
20
25
30
time, [min]
5
33D
3000
ATP+ADP+AMP CTP+CDP+CMP GTP+GDP+GMP UTP+UDP+UMP ATP+ADP+AMP
sum of NXP, [µM]
2500
2000
1500
1000
500
0 0
20
40
60
80
100
120
140
time, [min]
" $ $
$ $ @ ( + H
)
H %
*
& = 3C + H 3
+ H #
( 3 % % H /* % & = 3C6 + %
% 4 =4 3 34 % -) % H % -) , -)%
) " & = 3=%
% % % / 6 -) 9 34C ;4C / / ;C266 % / % 34C% ;4C% ;C26 + 1 C4!
&; $
33B
1.2
concentration, [µM]
1.0
0.8
0.6
q
R0
q
R
22 14
0.4
0.2
0.0 0
20
40
60
80
100
120
140
time, [min]
5 * * /?
% !3 1 H ( C4!
/ H /: 3;66%
+ -) % % % G # > 1 H % % # + % / % 3E:E6 & = 3E / ;;6% ) # % C4! / [;;6
&; .+ / ;;6 %
( % / B6
33:
0.04
70S-IC formation IF2-dissociation TL-elong., codon 107 TL-elong., codon 207 TL-termination
0.03
rate, [µM/min]
0.03 0.02 0.02 0.01 0.01 0.00 0
10
20
30
40
130
140
time, [min]
" $ $
7e-4
R*22 R22 R23 R24 R25 R26
concentration, [µM]
6e-4 5e-4 4e-4 3e-4 2e-4 1e-4 0 0
20
40
60
80
100
120
140
time, [min]
"
99 ! E99 99 <+9 $
33C
100
rel. concentration, [%]
80
60 bound ribosomes 30S*IF1*IF2*IF3 30S*IF (not IC)
40
20
0 0
20
40
60
80
100
120
140
time, [min]
" & % # & = 3E % + H # # ( 9 # % H
& = ;4% -)% / 24! &3 &; &26% 24! / % % 6 + H 3 A % =4 I -)% + # ;4 % -) % 24!
&3
24!
&3
&;
&2 (
;4 I +
&;
&2% % C4!
/ H /: 3;66 ) " C 3 % H 24!
&3
&;
&2
33=
24! / % 6 % -)
24! &3 &; &2
%
B%
,% 0 / ) .& %
% 1 H % + % % = B % /)6 9&+% /$6 % /*6 % /6 + + = ;
%
+ # / + = 36
3/
#
& = ;3 # 9&+
) %
9&+ # # ) 9&+ % 3 = #
M 4 / 6
/ 6 + # 3'3 % 9&+ ) 9&+ H ;4 / = B6% 33 B < +
#
/34 ;4 <6 +% 9&+ % # % / & = ;36 + # % 9H % % " H %
33E
<
( " >? ,- +" 2 + ,-$ = <+ . <4 " 3/ !
- @A % *& * *. '* '* '*
'* '* '* *& *& & *& &$ * & * &$ & &$
/
-
&
3 D4
3 D4
3 D4
3 D4
3 D4
3 ;3
3 ;3
2: D
3 ;3
2: D
3 4:
23 =
23 =
3 4:
23 =
4 ;C
4 ;C
= 3=
4 ;C
= 3=
4 2=
4 2=
4 2=
3 :C
3 :C
4 DB
4 DB
4 DB
3 ;=
3 ;=
4 24
4 24
4 24
3 :B
3 :B
4 44:B
4 44:B
4 44:B
4 442
4 442
4 2;
4 2;
4 2;
3 ;D
3 ;D
4 4C
4 4C
4 4C
4 DB
4 DB
4 33
4 33
4 33
4 4C
4 4C
4 43
4 43
4 43
4 D;
4 D;
4 4;
4 4;
4 ::
4 4;
4 ::
4 C=
4 C=
;D =
4 C=
;D =
4 D3
4 D3
34 E
4 D3
34 E
4 C3
;B :
;: ;
4 C3
;: ;
4 2B
: ;:
B :;
4 2B
B :;
3BD= B
3B24 4
3B4B 4
3BD= B
3B4B 4
CB ;
C; ;
:3 2
CB ;
:3 2
, 9&+ % 9&. 9&+ 24 / $ + = ;6%
+ # %
% # % 9&+ / + = 26 - % # .& % 9&+ 9& / 6 + # " .& & = D ) % # 3D4 / % H 4 C4
6 ( 9&
+
( 9& # + # -) 9& + -) % % 9& %
3;4
12
total EFTu
average specific rate of TL-elongation, [aa/s]
10
8
6
4
2
0 0
20
40
60
80
100
120
140
time, [min]
< +" &
$ " + >/9 " ' * +" 9$ ?$ /-$ 9-$ ,-$ $ >? % .&
# ) %
% H -) %
&
/ C 36 +% H
3/
#
C 3% + H > / * + = ;6
3;3
(
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"
-
% ' 7 /' 7 -' 7 &' 7 B 7
'* '* '*
('
/<6
/I6
/I6
4 42
3 E
3E 2
2 D
4 42
33 B
3E 2
4 =
4 C4
4 42
33 B
3E 2
4 =
4 34
3 C
=B ;
33 ;
2 3C
4 32
34 C
== B
D 3
10/
" '%
/6
/<6
4 :E 4 C4
/ " 6
5 % C4! + 4 34
<
2 B
/4 42
<6
/ + = 26
)
% / 3E 2 I =B ; I6 + C4!
/H /: 3266
%
% D % -)% Æ
) %
/ 6%
+ #
% Æ # % Æ * H % " % / + = ;6 5 % & = ;; # " ) # % #
/ 4 :E 4 32 < /
2 3C 6 +
3;;
3.5
protein concentration, [µM]
3.0 2.5 2.0
IFs and EFs supplemented reference conditions
1.5 1.0 0.5 0.0 0
20
40
60
80
100
120
140
time, [min]
" & * <+/$ <+9$ <+, +"$ +6$ +" 4 42
<6
+ 24!
== B I
/ 3E 2 I 6 ) H%
10/ % " '% %
24! &3 &; &2% D :
/+ = 26
% #
34 C <%
/34 ;4 <%
+ : ;6 % / 6 # #
,+ ) Æ H# ( + % % %
3;2
% % " ) % % % 9 % " % Æ 5 % %
4 E; & % -)
+ %
+ -)
% + + Æ + H
%
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%
+
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#
%
3;D
/ $ # -) -) /* % 3EEE6% Æ / ! % 3EE46 9 -) % K /$ % 3EE:6 - /* % 3EE:6 ) % -) / ; B6 # -) % (
% H " !H % -) G -) ) (
1 *
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0 /3EEE6 + / % 3EEE6
/ % 6 % 5 B4 ) % -)
1 ). "#$
% -) H ) H
%
-)
-) %
& % %
% -) H
9 % %
( ) -) % % G H -) % 24 E4 B
-)% + &
3;B
E 3 E ; &
-)% 1 B
& E 3/6 + H 24 C4 % E4 % % H =4 %
+
& E 3/6 $ -) % B
-)% B
-) % H 24
E4 / & E ;6 % H # G -) + H H
3;:
A U
A
A
A G G C G A
A
G A
C
(a ) 3 0 n t, , G
A
G
A G
A
= -1 3 .4 k J /m o l
A
C
A
A
A
G U A
A
A A A
U
A A
A
A
C
A U
C
U
A A
A
U
A G
C
U
C
A A A
C
G A
A
A
G
C G C
U A
G
A
U
U
= -1 7 .6 k J /m o l
G U
U C A
G
U U
U
U
A A
C U
U
A G
G
A
A U
A
C A
A
G
A G
A
A
C
A G
(f) 6 0 n t, , G
C
U
A
U G
C
C
A
G
C G
A
U U
C
A
C
A C
U
= -1 8 .4 k J /m o l
C A
C C A
G
A A
U U
G A U A
C U
A
C G
U
U A
G U
G C C
A
C A
G
(g ) 7 0 n t, , G
G
A
A
A
C
A
G
A
A
G
U A
C
U G
C
A
C
U
G A
C U
G A
U
U G
U
C
G A U
G
U U
U
U
A
G C
G U U
G
A A U A
A
C G
U
U A
(h ) 8 0 n t, , G
C
G
U
A G C
C U
U G
C A
A A
C A
( i) 9 0 n t, , G
= -3 9 .8 k J /m o l
5 ?
U
G A
C G
A
U U
U A
G
U
G
= -4 3 .1 k J /m o l
U
A
A
G
G
A
A
A
C
U G
= -6 6 .1 k J /m o l
!
A
G C U C
C
C A
C U
C
G G
U
A U
A U
U C
G
C
C
A G
C C
U
U U
G
G
G C
A U
C
A G U
A
A G
G
A
A
C
C
A U
U
C U
U
A
G
A A
U
C
C U
A A
A C
C U
G
A U
G
G
U G
G U
A
A
U
G C
C G
G C
A
G
C
U
C A
G G
A A
C
A
G
U U
A
C
U A
A
U
A G
A
A
U
A
(e ) 5 0 n t, , G
= -1 3 .8 k J /m o l
C
A A
C U
A
U
C
U G
A
= -1 3 .4 k J /m o l
G
C
A C
A G
C
A
U
G
C G
G
C
U
A
G
A
A
G
G
A
A
A G
U
A A
C A
(c ) 4 0 n t, , G
A
A A
U U
G
G
C U
C
U C
A
C
(d ) 4 5 n t, , G C
G
A
A
A
A
C U
A
C
= -1 3 .4 k J /m o l
U
G
A G
C
U
G
U
G
A C
A
G
G G
C U
A
U
U
G
(b ) 3 5 n t, , G
A
U
C U
U
A U
G
A
G A
C
C U
C A
G
U
G C
A
G
A U
U
A U
U
C
C U
A
G
A U
A C A
U
G G
A
G
A U
U
A U
A C
A A
C
3;C
A A
G A
U
U
(a ) 3 0 n t, , G
A
C
U U
A
U
U
U
A
(b ) 3 5 n t, , G
= -2 5 .5 k J /m o l
C
U
A
U
U
U
A
A
U U U
G U
U
A
U
U
U
A
C
C
A
U
U
U
(d ) 4 5 n t, , G
U
A
A
A
A
A
A C
A
C
A
U A
C
U
A
U
U
U
C A U A A
U
G
(f) 6 0 n t, , G
C
U
U
U
U
U
C
A
A
A
A
C
U
A
U
U
U
A
A
A
U A
A U
A
U
C
A
U
U
U
A
U
G C
U
U
A
C
U
A
U
U
U
A
A
A
(h ) 8 0 n t, , G
A
C G C A
U G
A
A
U
U
U
A
C
U U U C A
C A C A A
A
A A A
C
U
A
U
U
A U
U
C
U
U
U
U
U
C
U
U
U
U
A
U
U A U
= -3 5 .2 k J /m o l
C
= -3 4 .3 k J /m o l
5 ?
!
U
G A
A
C
U
G
G U
U
U
A U
C U
A
C U U U U
U
U
G
C
U U
U U G U U
A
U
G C
A
( i) 9 0 n t, , G U
U
U
U A
U
U
U
U G
U A
G C
U
A
A
U
U
G
U
U
A A
A C
U
A
U
G
C
G
= -3 4 .3 k J /m o l
G
G C
C
U
A
U
U
A
U
A
C
A U
C C
A
U
A
U U
G
C
G
A G
A
= -3 3 .5 k J /m o l
U
A
C
A
G
A
G
A
A
A
G
U
A
= -2 5 .5 k J /m o l
U A
U C
A
C
G
A
(g ) 7 0 n t, , G
G U
A
C
A
U
C
U
U A
U
U
U A
U C
U
G U
A
G C
A
U
A A
A
G
G
A
G
G C
C U
U
U
U
G U
U A
U
U
A
A
A
A
U
U
U
A C
A
A
G
C G
U
= -2 5 .5 k J /m o l
U
U U
G
C U
A
C U
A A
U
C G
A
A A
G
A
A
U A
A A
A
A
A
= -2 5 .5 k J /m o l
A A
A
A
U
C
U
A
U A
A
G C
(e ) 5 0 n t, , G
U
U
U
A
G C
A
U
C
U C
A
A
U
G
A
U C
A
U
U A
U
U
C A
C A
U
C G
C
U
U G
U G
U
A
A G
A
(c ) 4 0 n t, , G
A
A
U
= -2 5 .5 k J /m o l
A
A
G C
U C
A U
G
G C
U C
U
U
U
A
U A
A
G
G C
U
C A
U
U
U
C G
A
U
A U
G A
C A
A
U G
C G
A
U
U
U
G C
A
A U
C
A A
A U
G
A A
A
C
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T
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2E =
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E
B B
=C 3
CD 3
B
B :
334 4
33C :
=
: 3
CB 2
=C E
3=
: 2
:B C
:D 4
34
: =
E3 2
EE 4
= 2
:E 3
:E 3
3:
3; B
34D C
332 4
3C
3E =
:: :
:C D
D
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