Preferred WMSA catalytic mechanism of the nucleotidyl transfer reaction in human DNA polymerase κ elucidates error-free bypass of a bulky DNA lesion
Notice bibliographique
Résumé
Human DNA Pol κ is a polymerase enzyme, specialized for near error-free bypass of certain bulky chemical lesions to DNA that are derived from environmental carcinogens present in tobacco smoke, automobile exhaust and cooked food. By employing ab initio QM/MM-MD (Quantum Mechanics/Molecular Mechanics-Molecular Dynamics) simulations with umbrella sampling, we have determined the entire free energy profile of the nucleotidyl transfer reaction catalyzed by Pol κ and provided detailed mechanistic insights. Our results show that a variant of the Water Mediated and Substrate Assisted (WMSA) mechanism that we previously deduced for Dpo4 and T7 DNA polymerases is preferred for Pol κ as well, suggesting its broad applicability. The hydrogen on the 3'-OH primer terminus is transferred through crystal and solvent waters to the γ-phosphate of the dNTP, followed by the associative nucleotidyl transfer reaction; this is facilitated by a proton transfer from the γ-phosphate to the α,β-bridging oxygen as pyrophosphate leaves, to neutralize the evolving negative charge. MD simulations show that the near error-free incorporation of dCTP opposite the major benzo[a]pyrene-derived dG lesion is compatible with the WMSA mechanism, allowing for an essentially undisturbed pentacovalent phosphorane transition state, and explaining the bypass of this lesion with little mutation by Pol κ.
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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 ».