The bar-hinge motor: a synthetic protein design exploiting conformational switching to achieve directional motility
Notice bibliographique
Résumé
One challenge to synthetic biology is to design functional machines from natural building blocks, from individual amino acids up to larger motifs such as the coiled coil. Here we investigate a novel bipedal motor concept, the Bar-Hinge Motor (BHM), a peptide-based motor capable of executing directed motion via externally controlled conformational switching between a straight bar and a V -shaped hinged form. Incorporating ligand-regulated binding to a DNA track and periodic control of ligand supply makes the BHM an example of a 'clocked walker'. Here, we employ a coarse-grained computational model for the BHM to assess the feasibility of a proposed experimental realization, with conformational switching regulated through the photoisomerization of peptide-bound azobenzene molecules. The results of numerical simulations using the model show that the incorporation of this conformational switch is necessary for the BHM to execute directional, rather than random, motion on a one-dimensional track. The power-stroke-driven directed motion is seen in the model even under conditions that underestimate the level of control we expect to be able to produce in the experimental realisation, demonstrating that this type of design should be an excellent vehicle for exploring the physics behind protein motion. By investigating its force-dependent dynamics, we show that the BHM is capable of directional motion against an applied load, even in the more relaxed conformational switching regimes. Thus, BHM appears to be an excellent candidate for a motor design incorporating a power stroke, enabling us to explore the ability of switchable coiled-coil designs to deliver power strokes within synthetic biology.
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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) | 0,001 | 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 ».