Computational tools help improve protein stability but with a solubility tradeoff
Pourquoi ce travail est dans la base
Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.
Notice bibliographique
Résumé
Accurately predicting changes in protein stability upon amino acid substitution is a much sought after goal. Destabilizing mutations are often implicated in disease, whereas stabilizing mutations are of great value for industrial and therapeutic biotechnology. Increasing protein stability is an especially challenging task, with random substitution yielding stabilizing mutations in only ∼2% of cases. To overcome this bottleneck, computational tools that aim to predict the effect of mutations have been developed; however, achieving accuracy and consistency remains challenging. Here, we combined 11 freely available tools into a meta-predictor (meieringlab.uwaterloo.ca/stabilitypredict/). Validation against ∼600 experimental mutations indicated that our meta-predictor has improved performance over any of the individual tools. The meta-predictor was then used to recommend 10 mutations in a previously designed protein of moderate thermodynamic stability, ThreeFoil. Experimental characterization showed that four mutations increased protein stability and could be amplified through ThreeFoil's structural symmetry to yield several multiple mutants with >2-kcal/mol stabilization. By avoiding residues within functional ties, we could maintain ThreeFoil's glycan-binding capacity. Despite successfully achieving substantial stabilization, however, almost all mutations decreased protein solubility, the most common cause of protein design failure. Examination of the 600-mutation data set revealed that stabilizing mutations on the protein surface tend to increase hydrophobicity and that the individual tools favor this approach to gain stability. Thus, whereas currently available tools can increase protein stability and combining them into a meta-predictor yields enhanced reliability, improvements to the potentials/force fields underlying these tools are needed to avoid gaining protein stability at the cost of solubility.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
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 | 0,000 |
| 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 découle