Computational design of the Fyn SH3 domain with increased stability through optimization of surface charge–charge interactions
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Notice bibliographique
Résumé
Computational design of surface charge-charge interactions has been demonstrated to be an effective way to increase both the thermostability and the stability of proteins. To test the robustness of this approach for proteins with predominantly beta-sheet secondary structure, the chicken isoform of the Fyn SH3 domain was used as a model system. Computational analysis of the optimal distribution of surface charges showed that the increase in favorable energy per substitution begins to level off at five substitutions; hence, the designed Fyn sequence contained four charge reversals at existing charged positions and one introduction of a new charge. Three additional variants were also constructed to explore stepwise contributions of these substitutions to Fyn stability. The thermodynamic stabilities of the variants were experimentally characterized using differential scanning calorimetry and far-UV circular dichroism spectroscopy and are in very good agreement with theoretical predictions from the model. The designed sequence was found to have increased the melting temperature, DeltaT (m) = 12.3 +/- 0.2 degrees C, and stability, DeltaDeltaG(25 degrees C) = 7.1 +/- 2.2 kJ/mol, relative to the wild-type protein. The experimental data suggest that a significant increase in stability can be achieved through a very small number of amino acid substitutions. Consistent with a number of recent studies, the presented results clearly argue for a seminal role of surface charge-charge interactions in determining protein stability and suggest that the optimization of surface interactions can be an attractive strategy to complement algorithms optimizing interactions in the protein core to further enhance protein stability.
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Prédiction distillée sur la base complète
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 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 | 0,001 |
| 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)
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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