A Circularly Permuted Photoactive Yellow Protein as a Scaffold for Photoswitch Design
Notice bibliographique
Résumé
Upon blue light irradiation, photoactive yellow protein (PYP) undergoes a conformational change that involves large movements at the N-terminus of the protein. We reasoned that this conformational change might be used to control other protein or peptide sequences if these were introduced as linkers connecting the N- and C-termini of PYP in a circular permutant. For such a design strategy to succeed, the circularly permuted PYP (cPYP) would have to fold normally and undergo a photocycle similar to that of the wild-type protein. We created a test cPYP by connecting the N- and C-termini of wild-type PYP (wtPYP) with a GGSGGSGG linker polypeptide and introducing new N- and C-termini at G115 and S114, respectively. Biophysical analysis indicated that this cPYP adopts a dark-state conformation much like wtPYP and undergoes wtPYP-like photoisomerization driven by blue light. However, thermal recovery of dark-state cPYP is ∼10-fold faster than that of wtPYP, so that very bright light is required to significantly populate the light state. Targeted mutations at M121E (M100 in wtPYP numbering) were found to enhance the light sensitivity substantially by lengthening the lifetime of the light state to ∼10 min. Nuclear magnetic resonance (NMR), circular dichroism, and UV-vis analysis indicated that the M121E-cPYP mutant also adopts a dark-state structure like that of wtPYP, although protonated and deprotonated forms of the chromophore coexist, giving rise to a shoulder near 380 nm in the UV-vis absorption spectrum. Fluorine NMR studies with fluorotryptophan-labeled M121E-cPYP show that blue light drives large changes in conformational dynamics and leads to solvent exposure of Trp7 (Trp119 in wtPYP numbering), consistent with substantial rearrangement of the N-terminal cap structure. M121E-cPYP thus provides a scaffold that may allow a wider range of photoswitchable protein designs via replacement of the linker polypeptide with a target protein or peptide sequence.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| 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 | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
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 ».