Conformational Dynamics of Free and Catalytically Active Thermolysin Are Indistinguishable by Hydrogen/Deuterium Exchange Mass Spectrometry
Notice bibliographique
Résumé
Conformational dynamics are thought to be a prerequisite for the catalytic activity of enzymes. However, the exact relationship between structural fluctuations and function is not well understood. In this work hydrogen/deuterium exchange (HDX) and electrospray ionization mass spectrometry (ESI-MS) are used for exploring the conformational dynamics of thermolysin. Amide HDX reflects the internal mobility of proteins; regions that undergo frequent unfolding-refolding show faster exchange than segments that are highly stable. Thermolysin is a zinc protease with an active site that is located between two lobes. Substrate turnover is associated with hinge bending that leads to a closed conformation. Product release regenerates the open form, such that steady-state catalysis involves a continuous closing/opening cycle. HDX/ESI-MS with proteolytic peptide mapping in the absence of substrate shows that elements in the periphery of the two lobes are most mobile. A comparison with previous X-ray data suggests that these peripheral regions undergo quite pronounced structural changes during the catalytic cycle. In contrast, active site residues exhibit only a moderate degree of backbone flexibility, and the central zinc appears to be in a fairly rigid environment. The presence of both rigid and moderately flexible elements in the active site may reflect a carefully tuned balance that is required for function. Interestingly, the HDX behavior of catalytically active thermolysin is indistinguishable from that of the free enzyme. This result is consistent with the view that catalytically relevant motions preexist in the resting state and that enzyme function can only be performed within the limitations given by the intrinsic dynamics of the protein. The data presented in this work indicate the prevalence of stochastic elements in the function of thermolysin, rather than supporting a deterministic mechanism.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».