Concurrent Increases and Decreases in Local Stability and Conformational Heterogeneity in Cu, Zn Superoxide Dismutase Variants Revealed by Temperature-Dependence of Amide Chemical Shifts
Notice bibliographique
Résumé
The chemical shifts of backbone amide protons in proteins are sensitive reporters of local structural stability and conformational heterogeneity, which can be determined from their readily measured linear and nonlinear temperature-dependences, respectively. Here we report analyses of amide proton temperature-dependences for native dimeric Cu, Zn superoxide dismutase (holo pWT SOD1) and structurally diverse mutant SOD1s associated with amyotrophic lateral sclerosis (ALS). Holo pWT SOD1 loses structure with temperature first at its periphery and, while having extremely high global stability, nevertheless exhibits extensive conformational heterogeneity, with ∼1 in 5 residues showing evidence for population of low energy alternative states. The holo G93A and E100G ALS mutants have moderately decreased global stability, whereas V148I is slightly stabilized. Comparison of the holo mutants as well as the marginally stable immature monomeric unmetalated and disulfide-reduced (apo(2SH)) pWT with holo pWT shows that changes in the local structural stability of individual amides vary greatly, with average changes corresponding to differences in global protein stability measured by differential scanning calorimetry. Mutants also exhibit altered conformational heterogeneity compared to pWT. Strikingly, substantial increases as well as decreases in local stability and conformational heterogeneity occur, in particular upon maturation and for G93A. Thus, the temperature-dependence of amide shifts for SOD1 variants is a rich source of information on the location and extent of perturbation of structure upon covalent changes and ligand binding. The implications for potential mechanisms of toxic misfolding of SOD1 in disease and for general aspects of protein energetics, including entropy-enthalpy compensation, are discussed.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| 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)
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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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, 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 ».