Intrinsic disorder as a generalizable strategy for the rational design of highly responsive, allosterically cooperative receptors
Notice bibliographique
Résumé
Control over the sensitivity with which biomolecular receptors respond to small changes in the concentration of their target ligand is critical for the proper function of many cellular processes. Such control could likewise be of utility in artificial biotechnologies, such as biosensors, genetic logic gates, and "smart" materials, in which highly responsive behavior is of value. In nature, the control of molecular responsiveness is often achieved using "Hill-type" cooperativity, a mechanism in which sequential binding events on a multivalent receptor are coupled such that the first enhances the affinity of the next, producing a steep, higher-order dependence on target concentration. Here, we use an intrinsic-disorder-based mechanism that can be implemented without requiring detailed structural knowledge to rationally introduce this potentially useful property into several normally noncooperative biomolecules. To do so, we fabricate a tandem repeat of the receptor that is destabilized (unfolded) via the introduction of a long, unstructured loop. The first binding event requires the energetically unfavorable closing of this loop, reducing its affinity relative to that of the second binding event, which, in contrast occurs at a preformed site. Using this approach, we have rationally introduced cooperativity into three unrelated DNA aptamers, achieving in the best of these a Hill coefficient experimentally indistinguishable from the theoretically expected maximum. The extent of cooperativity and thus the steepness of the binding transition are, moreover, well modeled as simple functions of the energetic cost of binding-induced folding, speaking to the quantitative nature of this design strategy.
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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 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| 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.
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 ».