Cloning and high-level expression of monomeric human superoxide dismutase 1 (SOD1) and its interaction with pyrimidine analogs
Notice bibliographique
Résumé
Superoxide dismutase 1 (SOD1) is known to be involved in the pathogenesis of Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) and is therefore considered to be an important ALS drug target. Identifying potential drug leads that bind to SOD1 and characterizing their interactions by nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy is complicated by the fact that SOD1 is a homodimer. Creating a monomeric version of SOD1 could alleviate these issues. A specially designed monomeric form of human superoxide dismutase (T2M4SOD1) was cloned into E. coli and its expression significantly enhanced using a number of novel DNA sequence, leader peptide and growth condition optimizations. Uniformly 15N-labeled T2M4SOD1 was prepared from minimal media using 15NH4Cl as the 15N source. The T2M4SOD1 monomer (both 15N labeled and unlabeled) was correctly folded as confirmed by 1H-NMR spectroscopy and active as confirmed by an in-gel enzymatic assay. To demonstrate the utility of this new SOD1 expression system for NMR-based drug screening, eight pyrimidine compounds were tested for binding to T2M4SOD1 by monitoring changes in their 1H NMR and/or 19F-NMR spectra. Weak binding to 5-fluorouridine (FUrd) was observed via line broadening, but very minimal spectral changes were seen with uridine, 5-bromouridine or trifluridine. On the other hand, 1H-NMR spectra of T2M4SOD1 with uracil or three halogenated derivatives of uracil changed dramatically suggesting that the pyrimidine moiety is the crucial binding component of FUrd. Interestingly, no change in tryptophan 32 (Trp32), the putative receptor for FUrd, was detected in the 15N-NMR spectra of 15N-T2M4SOD1 when mixed with these uracil analogs. Molecular docking and molecular dynamic (MD) studies indicate that interaction with Trp32 of SOD1 is predicted to be weak and that there was hydrogen bonding with the nearby aspartate (Asp96), potentiating the Trp32-uracil interaction. These studies demonstrate that monomeric T2M4SOD1 can be readily used to explore small molecule interactions via NMR.
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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 | 0,001 |
| 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 ».