Domain Insertion Effectively Regulates the Mechanical Unfolding Hierarchy of Elastomeric Proteins: Toward Engineering Multifunctional Elastomeric Proteins
Notice bibliographique
Résumé
The architecture of elastomeric proteins controls fine-tuned nanomechanical properties of this class of proteins. Most elastomeric proteins are tandem modular in structure, consisting of many individually folded domains of varying stability. Upon stretching, these elements unfold sequentially following a strict hierarchical pattern determined by their mechanical stability, where the weakest element unfolds first and the strongest unfolds last. Although such a hierarchical architecture is well-suited for biological functions of elastomeric proteins, it may become incompatible with incorporating proteins of desirable functionality in order to construct multifunctional artificial elastomeric proteins, as many of these desired proteins are not evolved for mechanical purpose. Thus, exposure to a high stretching force will result in unraveling of these proteins and lead to a loss of their functionality. To overcome this challenge, we combine protein engineering with single molecule force spectroscopy to demonstrate that domain insertion is an effective strategy to control the mechanical unfolding hierarchy of multidomain proteins and effectively protect mechanically labile domains. As a proof-of-principle experiment, we spliced a mechanically labile T4 lysozyme (T4L) into a flexible loop of a mechanically stronger host domain GL5 to create a domain insertion protein. Using single molecule force spectroscopy, we showed that the mechanically labile T4L domain unfolds only after the mechanically stronger host domain GL5 has unfolded. Such a reverse mechanical unfolding hierarchy effectively protects the mechanically labile T4L domain from applied stretching force and significantly increased the lifetime of T4L. The approach demonstrated here opens the possibility to incorporate labile proteins into elastomeric proteins for engineering novel multifunctional elastomeric proteins.
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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 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| 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 | 0,001 |
| 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 ».