What factors determine the stability of a weak protein–protein interaction in a charged aqueous droplet?
Notice bibliographique
Résumé
Maintaining the interface of a weak transient protein complex transferred from bulk solution to the gaseous state via evaporating droplets is a critical question in the detection of the complex association (dissociation) constant by using electrospray ionization mass spectrometry (ESI-MS). Here we explore the factors that may affect the stability of a protein-protein interaction (PPI) using atomistic molecular dynamics (MD) modelling of a complex of ubiquitin (Ub) and the ubiquitin-associated domain (UbA) (RCSB PDB code ) and a non-covalent complex of diubiquitin (RCSB PDB code ) in aqueous droplets. A general method is presented to determine the protonation states of the complexes we investigate in particular, and that of a protein in general, under various pH conditions that an evaporating droplet acquires due to its change in size. We find that the combination of high temperature and high charge states of the protein complexes may destabilize the interface by creating new interfaces instead of a direct rupture of the initial stable interface. We provide evidence that highly charged protein complexes are found in droplets that form conical extrusions of the solvent on the surface due to charge-induced instability. This distinct droplet morphology leads to a higher solvent evaporation rate that assists in transferring the complex in the gaseous state without dissociation. The conical solvent protrusions expose on the droplet surface certain amino acids that otherwise would be solvated in a droplet with the protein complex of low charge states. The new vapor-protein interface does not have a direct effect on the stability of the PPI. A common way in experiments to stabilize the protein complexes in droplets is to reduce the protonation state of the proteins. Here we find that weakly bound protein complexes even at high protonation states can be stabilized by the presence of a small number of counterions, without affecting the protonation state of the protein. Our findings may provide guiding principles in ESI-MS experiments to stabilize weak transient PPIs.
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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 | 0,001 |
| 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 | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».