Cellular crowding imposes global constraints on the chemistry and evolution of proteomes
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Notice bibliographique
Résumé
In living cells, functional protein-protein interactions compete with a much larger number of nonfunctional, or promiscuous, interactions. Several cellular properties contribute to avoiding unwanted protein interactions, including regulation of gene expression, cellular compartmentalization, and high specificity and affinity of functional interactions. Here we investigate whether other mechanisms exist that shape the sequence and structure of proteins to favor their correct assembly into functional protein complexes. To examine this question, we project evolutionary and cellular abundance information onto 397, 196, and 631 proteins of known 3D structure from Escherichia coli, Saccharomyces cerevisiae, and Homo sapiens, respectively. On the basis of amino acid frequencies in interface patches versus the solvent-accessible protein surface, we define a propensity or "stickiness" scale for each of the 20 amino acids. We find that the propensity to interact in a nonspecific manner is inversely correlated with abundance. In other words, high abundance proteins have less sticky surfaces. We also find that stickiness constrains protein evolution, whereby residues in sticky surface patches are more conserved than those found in nonsticky patches. Finally, we find that the constraint imposed by stickiness on protein divergence is proportional to protein abundance, which provides mechanistic insights into the correlation between protein conservation and protein abundance. Overall, the avoidance of nonfunctional interactions significantly influences the physico-chemical and evolutionary properties of proteins. Remarkably, the effects observed are consistently larger in E. coli and S. cerevisiae than in H. sapiens, suggesting that promiscuous protein-protein interactions may be freer to accumulate in the human lineage.
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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 | 0,001 | 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)
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