Non-catalytic binding sites induce weaker long-range evolutionary rate gradients than catalytic sites in enzymes
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Enzymes exhibit a strong long-range evolutionary constraint that extends from their catalytic site and affects even distant sites, where site-specific evolutionary rate increases monotonically with distance. While protein-protein sites in enzymes was previously shown to induce only a weak conservation gradient, a comprehensive relationship between different types of functional sites in proteins and the magnitude of evolutionary rate gradients they induce has yet to be established. Here, we systematically calculate the evolutionary rate (dN/dS) of sites as a function of distance from different types of binding sites on enzymes and other proteins: catalytic sites, non-catalytic ligand binding sites, allosteric binding sites, and protein-protein interaction sites. We show that catalytic binding sites indeed induce significantly stronger evolutionary rate gradient than all other types of non-catalytic binding sites. In addition, catalytic sites in enzymes with no known allosteric function still induce strong long-range conservation gradients. Notably, the weak long-range conservation gradients induced by non-catalytic binding sites on enzymes is nearly identical in magnitude to those induced by ligand binding sites on non-enzymes. Finally, we show that structural determinants such as local solvent exposure of sites cannot explain the observed difference between catalytic and non-catalytic functional sites. Our results suggest that enzymes and non-enzymes share similar evolutionary constraints only when examined from the perspective of non-catalytic functional sites. Hence, the unique evolutionary rate gradient from catalytic sites in enzymes is likely driven by the optimization of catalysis rather than ligand binding and allosteric functions.
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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 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| 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 ».