Mg2+ and Ca2+ Differentially Regulate DNA Binding and Dimerization of DREAM
Notice bibliographique
Résumé
DREAM (calsenilin/KChIP3) is an EF-hand calcium-binding protein that represses transcription of prodynorphin and c-fos genes. Here we present structural and binding studies on single-site mutants of DREAM designed to disable Ca(2+) binding to each of the functional EF-hands (EF-2: D150N; EF-3: E186Q; and EF-4: E234Q). Isothermal titration calorimetry (ITC) analysis of Ca(2+) binding to the various mutants revealed that, in the absence of Mg(2+), Ca(2+) binds independently and sequentially to EF-3 (DeltaH = -2.4 kcal/mol), EF-4 (DeltaH = +5.2 kcal/mol), and EF-2 (DeltaH = +1 kcal/mol). By contrast, only two Ca(2+) bind to DREAM in the presence of physiological levels of Mg(2+) for both wild-type and D150N, suggesting that EF-2 binds constitutively to Mg(2+). ITC measurements demonstrate that one Mg(2+) binds enthalpically with high affinity (K(d) = 13 mum and DeltaH = -0.79 kcal/mol) and two or more Mg(2+) bind entropically in the millimolar range. Size-exclusion chromatography studies revealed that Mg(2+) stabilizes DREAM as a monomer, whereas Ca(2+) induces protein dimerization. Electrophoretic mobility shift assays indicated that Mg(2+) is essential for sequence-specific binding of DREAM to DNA response elements (DREs) in prodynorphin and c-fos genes. The EF-hand mutants bind specifically to DRE, suggesting they are functionally intact. None of the EF-hand mutants bind DRE at saturating Ca(2+) levels, suggesting that binding of a single Ca(2+) at either EF-3 or EF-4 is sufficient to drive conformational changes that abolish DNA binding. NMR structural analysis indicates that metal-free DREAM adopts a folded yet flexible molten globule-like structure. Both Ca(2+) and Mg(2+) induce distinct conformational changes, which stabilize tertiary structure of DREAM. We propose that Mg(2+) binding at EF-2 may structurally bridge DREAM to DNA targets and that Ca(2+)-induced protein dimerization disrupts DNA binding.
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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 | 0,000 |
| 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) | 0,000 | 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 ».