Use of High Pressure NMR Spectroscopy to Rapidly Identify Proteins with Internal Ligand-Binding Voids
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Small molecule binding within internal cavities provides a way to control protein function and structure, as exhibited in numerous natural and artificial settings. Unfortunately, most ways to identify suitable cavities require high-resolution structures a priori and may miss potential sites. Here we address this limitation via high-pressure solution NMR spectroscopy, taking advantage of the distinctive nonlinear pressure-induced chemical shift changes observed in proteins containing internal cavities and voids. We developed a method to rapidly characterize such nonlinearity among backbone 1 H and 15 N amide signals without needing to have sequence-specific chemical shift assignments, taking advantage of routinely available 15 N-labeled samples, instrumentation, and 2D 1 H/ 15 N HSQC experiments. From such data, we find a strong correlation in the site-to-site variability in such nonlinearity with the total void volume within proteins, providing insights useful for prioritizing domains for ligand binding and indicating mode-of-action among such protein/ligand systems. We suggest that this experimental approach is a rapid and useful probe of otherwise hidden dynamic architectures of proteins, providing novel insights and opportunities into ligand binding and control. Significance Statement Many proteins can be regulated by internally binding small molecule ligands, but it is often not clear a priori which proteins are controllable in such a way. Here we describe a rapid method to address this challenge, using solution NMR spectroscopy to monitor the response of proteins to the application of high pressure. While the locations of NMR signals from many proteins respond to high pressure with linear chemical shift changes, proteins containing internal cavities that can bind small molecule ligands respond with easily identified non-linear changes. We demonstrate this approach on several proteins and protein/ligand complexes, suggesting that it has general utility.
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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 | 0,001 | 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 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 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 ».