MD Simulations Reveal Complex Water Paths in Squalene–Hopene Cyclase: Tunnel-Obstructing Mutations Increase the Flow of Water in the Active Site
Notice bibliographique
Résumé
Squalene-hopene cyclase catalyzes the cyclization of squalene to hopanoids. A previous study has identified a network of tunnels in the protein, where water molecules have been indicated to move. Blocking these tunnels by site-directed mutagenesis was found to change the activation entropy of the catalytic reaction from positive to negative with a concomitant lowering of the activation enthalpy. As a consequence, some variants are faster and others are slower than the wild type (wt) in vitro under optimal reaction conditions for the wt. In this study, molecular dynamics (MD) simulations have been performed for the wt and the variants to investigate how the mutations affect the protein structure and the water flow in the enzyme, hypothetically influencing the activation parameters. Interestingly, the tunnel-obstructing variants are associated with an increased flow of water in the active site, particularly close to the catalytic residue Asp376. MD simulations with the substrate present in the active site indicate that the distance for the rate-determining proton transfer between Asp376 and the substrate is longer in the tunnel-obstructing protein variants than in the wt. On the basis of the previous experimental results and the current MD results, we propose that the tunnel-obstructing variants, at least partly, could operate by a different catalytic mechanism, where the proton transfer may have contributions from a Grotthuss-like mechanism.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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 | 0,000 |
| 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 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 ».