Hydrogen–Deuterium Exchange within Adenosine Deaminase, a TIM Barrel Hydrolase, Identifies Networks for Thermal Activation of Catalysis
Notice bibliographique
Résumé
Proteins are intrinsically flexible macromolecules that undergo internal motions with time scales spanning femtoseconds to milliseconds. These fluctuations are implicated in the optimization of reaction barriers for enzyme catalyzed reactions. Time, temperature, and mutation dependent hydrogen–deuterium exchange coupled to mass spectrometry (HDX-MS) has been previously employed to identify spatially resolved, catalysis-linked dynamical regions of enzymes. We now extend this technique to pursue the correlation of protein flexibility and chemical reactivity within the diverse and widespread TIM barrel proteins, targeting murine adenosine deaminase (mADA) that catalyzes the irreversible deamination of adenosine to inosine and ammonia. Following a structure–function analysis of rate and activation energy for a series of mutations at a second sphere phenylalanine positioned in proximity to the bound substrate, the catalytically impaired Phe61Ala with an elevated activation energy ( E a = 7.5 kcal/mol) and the wild type (WT) mADA ( E a = 5.0 kcal/mol) were selected for HDX-MS experiments. The rate constants and activation energies of HDX for peptide segments are quantified and used to assess mutation-dependent changes in local and distal motions. Analyses reveal that approximately 50% of the protein sequence of Phe61Ala displays significant changes in the temperature dependence of HDX behaviors, with the dominant change being an increase in protein flexibility. Utilizing Phe61Ile, which displays the same activation energy for k cat as WT, as a control, we were able to further refine the HDX analysis, highlighting the regions of mADA that are altered in a functionally relevant manner. A map is constructed that illustrates the regions of protein that are proposed to be essential for the thermal optimization of active site configurations that dominate reaction barrier crossings in the native enzyme.
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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 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| 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 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 ».