Impact of the N5-proximal Asn on the Thermodynamic and Kinetic Stability of the Semiquinone Radical in Photolyase
Notice bibliographique
Résumé
Flavoproteins can dramatically adjust the thermodynamics and kinetics of electron transfer at their flavin cofactor. A versatile regulatory tool is proton transfer. Here, we demonstrate the significance of proton-coupled electron transfer to redox tuning and semiquinone (sq) stability in photolyases (PLs) and cryptochromes (CRYs). These light-responsive proteins share homologous overall architectures and FAD-binding pockets, yet they have evolved divergent functions that include DNA repair, photomorphogenesis, regulation of circadian rhythm, and magnetoreception. We report the first measurement of both FAD redox potentials for cyclobutane pyrimidine dimer PL (CPD-PL, Anacystis nidulans). These values, E(1)(hq/sq) = -140 mV and E(2)(sq/ox) = -219 mV, where hq is FAD hydroquinone and ox is oxidized FAD, establish that the sq is not thermodynamically stabilized (ΔE = E(2) - E(1) = -79 mV). Results with N386D CPD-PL support our earlier hypothesis of a kinetic barrier to sq oxidation associated with proton transfer. Both E(1) and E(2) are upshifted by ∼ 100 mV in this mutant; replacing the N5-proximal Asn with Asp decreases the driving force for sq oxidation. However, this Asp alleviates the kinetic barrier, presumably by acting as a proton shuttle, because the sq in N386D CPD-PL oxidizes orders of magnitude more rapidly than wild type. These data clearly reveal, as suggested for plant CRYs, that an N5-proximal Asp can switch on proton transfer and modulate sq reactivity. However, the effect is context-dependent. More generally, we propose that PLs and CRYs tune the properties of their N5-proximal residue to adjust the extent of proton transfer, H-bonding patterns, and changes in protein conformation associated with electron transfer at the flavin.
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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 ».