Defining the metal binding pathways of human metallothionein 1a: balancing zinc availability and cadmium seclusion
Notice bibliographique
Résumé
Metallothioneins (MTs) are cysteine-rich, metal-binding proteins that are found throughout Nature. This ubiquity highlights their importance in essential metal regulation, heavy metal detoxification and cellular redox chemistry. Missing from the current description of MT function is the underlying mechanism by which MTs achieve their proposed biological functions. To date, there have been conflicting reports on the mechanism of metal binding and the structures of the metal binding intermediates formed during metalation of apoMTs. The form of the metal-bound intermediates dictates the metal sequestering and metal-donating properties of the protein. Through a detailed analysis of spectral data from electrospray ionization mass spectromeric and circular dichroism methods we report that Zn(ii) and Cd(ii) metalation of the human MT1a takes place through two distinct pathways. The first pathway involves formation of beaded structures with up to five metals bound terminally to the 20 cysteines of the protein via a noncooperative mechanism. The second pathway is dominated by the formation of the four-metal domain cluster structure M4SCYS11via a cooperative mechanism. We report that there are different pathway preferences for Zn(ii) and Cd(ii) metalation of apo-hMT1a. Cd(ii) binding follows the beaded pathway above pH 7.1 but beginning below pH 7.1 the clustered (Cd4Scys11) pathway begins to dominate. In contrast, Zn(ii) binding follows the terminal, "beaded", pathway at all physiologically relevant pH (pH ≥ 5.2) only following the clustered pathway below pH 5.1. The results presented here allow us to reconcile the conflicting reports concerning the presence of different metalation intermediates of MTs. The conflict regarding cooperative versus noncooperative binding mechanisms is also reconciled with the experimental results described here. These two metal-specific pathways and the presence of radically different intermediate structures provide insight into the multi-functional nature of MT: binding Zn(ii) terminally for donation to metalloenzymes and sequestering toxic Cd(ii) in a cluster structure.
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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) | 0,000 | 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 ».