Theoretical Studies on the Origin of β-sheet Twisting
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Notice bibliographique
Résumé
Right-handed twisting is a fundamental structural feature of β-pleated sheets in globular proteins which is critical for their geometry and function. The origin of this twisting is poorly understood and has represented a challenge for theoretical chemistry for almost 30 years. Density functional theory using the B3LYP exchange-correlation functional and the split-valence 6-31G** basis set has been utilized to investigate the structure and conformational transitions of single and double-stranded antiparallel β-sheet models to determine the driving force for the right-handed twisting. Right-handed twisting is found to be an intrinsic property of a peptide main chain because of the difference in rotational potentials around N(sp 2 )−C α (sp 3 ) and C(sp 2 )−C α (sp 3 ) bonds. The difference arises from a tendency of the single C α (sp 3 )−C(sp 2 ) bonds to eclipse the lone pair of atoms N(sp 2 ), which results in decreasing absolute values of dihedral angles φ but not ψ. This tendency is suppressed by hydrogen bonding between adjacent CO and NH groups within single β-strands, and released only when these bonds are disrupted by the interstrand CO···HN hydrogen bonding. The results obtained constitute the following paradigm of the origin of β-sheet twist: although right-handed twisting of β-sheets in globular proteins is an inherent property of the peptide backbone within single β-strands, it is unleashed by the interstrand hydrogen bonding in multistranded β-sheets. The observed pleating, right-handed twisting, skewed mutual orientation of β-strands, and intrinsic conformational variability of double-stranded antiparallel β-sheet motifs in globular proteins are explained from the first principles.
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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 | 0,000 |
| 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 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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.
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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 découle