Membrane remodeling by the lytic fragment of sticholysin II: implications for the toroidal pore model
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Sticholysins are pore-forming toxins of biomedical interest and represent a prototype of proteins acting through the formation of protein-lipid or toroidal pores. Peptides spanning the N-terminus of sticholysins can mimic their permeabilizing activity and together with the full-length toxins have been used as a tool to understand the mechanism of pore formation in membranes. However, the lytic mechanism of these peptides and the lipid shape modulating their activity are not completely clear. In this paper, we combine molecular dynamics (MD) simulations and experimental biophysical tools to dissect different aspects of the pore-forming mechanism of StII 1-30 , a peptide derived from the N-terminus of sticholysin II. With this combined approach, membrane curvature induction and flip-flop movement of the lipids were identified as two important membrane remodeling steps mediated by StII 1-30 -pore forming activity. Pore-formation by this peptide was enhanced by the presence of the negatively-curved lipid phosphatidylethanolamine (PE) in membranes. This lipid emerged not only as a facilitator of membrane interactions but also as a structural element of the StII 1-30 -pore that is recruited to the pore ring upon its assembly. Collectively, these new findings support a toroidal model for the architecture of the pore formed by this peptide and provide new molecular insight into the role of PE as a membrane component that easily accommodates into the ring of toroidal pores aiding in its stabilization. This study contributes to a better understanding of the molecular mechanism underlying the permeabilizing activity of StII 1-30 and peptides or proteins acting via a toroidal pore mechanism and offers an informative framework for the optimization of the biomedical application of this and similar molecules. State of significance We provide evidence about the ability of StII 1-30 to form toroidal pores. Due to pore assembly, StII 1-30 -pore induces membrane curvature and facilitates flip-flop movement of the lipids. The negatively-curved lipid PE relocates from the membrane into the pore ring, being also a structural element of the pore StII 1-30 forms. This peptide emerged as a new tool, together with the full-length toxin, to understand the mechanism of toroidal pore formation in membranes. This study provides new molecular insight into the role of curved lipids as co-factors of toroidal pores, which could aid in its stabilization by easily accommodating into the ring. This framework could underpin strategies for the rational use of peptides or proteins acting via toroidal pores.
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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.
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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 ».