Multiple Conformers in Active Site of Human Dihydrofolate Reductase F31R/Q35E Double Mutant Suggest Structural Basis for Methotrexate Resistance
Notice bibliographique
Résumé
Methotrexate is a slow, tight-binding, competitive inhibitor of human dihydrofolate reductase (hDHFR), an enzyme that provides key metabolites for nucleotide biosynthesis. In an effort to better characterize ligand binding in drug resistance, we have previously engineered hDHFR variant F31R/Q35E. This variant displays a >650-fold decrease in methotrexate affinity, while maintaining catalytic activity comparable to the native enzyme. To elucidate the molecular basis of decreased methotrexate affinity in the doubly substituted variant, we determined kinetic and inhibitory parameters for the simple variants F31R and Q35E. This demonstrated that the important decrease of methotrexate affinity in variant F31R/Q35E is a result of synergistic effects of the combined substitutions. To better understand the structural cause of this synergy, we obtained the crystal structure of hDHFR variant F31R/Q35E complexed with methotrexate at 1.7-A resolution. The mutated residue Arg-31 was observed in multiple conformers. In addition, seven native active-site residues were observed in more than one conformation, which is not characteristic of the wild-type enzyme. This suggests that increased residue disorder underlies the observed methotrexate resistance. We observe a considerable loss of van der Waals and polar contacts with the p-aminobenzoic acid and glutamate moieties. The multiple conformers of Arg-31 further suggest that the amino acid substitutions may decrease the isomerization step required for tight binding of methotrexate. Molecular docking with folate corroborates this hypothesis.
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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 | 0,001 |
| 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 | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».