Structural and Dynamical Order of a Disordered Protein: Molecular Insights into Conformational Switching of PAGE4 at the Systems Level
Notice bibliographique
Résumé
Folded proteins show a high degree of structural order and undergo (fairly constrained) collective motions related to their functions. On the other hand, intrinsically disordered proteins (IDPs), while lacking a well-defined three-dimensional structure, do exhibit some structural and dynamical ordering, but are less constrained in their motions than folded proteins. The larger structural plasticity of IDPs emphasizes the importance of entropically driven motions. Many IDPs undergo function-related disorder-to-order transitions driven by their interaction with specific binding partners. As experimental techniques become more sensitive and become better integrated with computational simulations, we are beginning to see how the modest structural ordering and large amplitude collective motions of IDPs endow them with an ability to mediate multiple interactions with different partners in the cell. To illustrate these points, here, we use Prostate-associated gene 4 (PAGE4), an IDP implicated in prostate cancer (PCa) as an example. We first review our previous efforts using molecular dynamics simulations based on atomistic AWSEM to study the conformational dynamics of PAGE4 and how its motions change in its different physiologically relevant phosphorylated forms. Our simulations quantitatively reproduced experimental observations and revealed how structural and dynamical ordering are encoded in the sequence of PAGE4 and can be modulated by different extents of phosphorylation by the kinases HIPK1 and CLK2. This ordering is reflected in changing populations of certain secondary structural elements as well as in the regularity of its collective motions. These ordered features are directly correlated with the functional interactions of WT-PAGE4, HIPK1-PAGE4 and CLK2-PAGE4 with the AP-1 signaling axis. These interactions give rise to repeated transitions between (high HIPK1-PAGE4, low CLK2-PAGE4) and (low HIPK1-PAGE4, high CLK2-PAGE4) cell phenotypes, which possess differing sensitivities to the standard PCa therapies, such as androgen deprivation therapy (ADT). We argue that, although the structural plasticity of an IDP is important in promoting promiscuous interactions, the modulation of the structural ordering is important for sculpting its interactions so as to rewire with agility biomolecular interaction networks with significant functional consequences.
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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 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 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 ».