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 machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| 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) | 0,001 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».