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Enregistrement W3187612437 · doi:10.7554/elife.68346.sa1

Decision letter: Structurally distributed surface sites tune allosteric regulation

2021· peer-review· en· W3187612437 sur OpenAlexaff
Georg Hochberg, Adrian W.R. Serohijos

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typepeer-review
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueCRISPR and Genetic Engineering
Établissements canadiensUniversité de Montréal
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésAllosteric regulationSaturated mutagenesisDihydrofolate reductaseMutagenesisMutationSmall moleculeSurface proteinComputational biologyBiophysicsDirected evolutionBiologyChemistryBiochemistryEnzymeGene

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Many proteins exhibit a property called ‘allostery’. In allostery, an input signal at a specific site of a protein – such as a molecule binding, or the protein absorbing a photon of light – leads to a change in output at another site far away. For example, the protein might catalyze a chemical reaction faster or bind to another molecule more tightly in the presence of the input signal. This protein ‘remote control’ allows cells to sense and respond to changes in their environment. An ability to rapidly engineer new allosteric mechanisms into proteins is much sought after because this would provide an approach for building biosensors and other useful tools. One common approach to engineering new allosteric regulation is to combine a ‘sensor’ or input region from one protein with an ‘output’ region or domain from another. When researchers engineer allostery using this approach of combining input and output domains from different proteins, the difference in the output when the input is ‘on’ versus ‘off’ is often small, a situation called ‘modest allostery’. McCormick et al. wanted to know how to optimize this domain combination approach to increase the difference in output between the ‘on’ and ‘off’ states. More specifically, McCormick et al. wanted to find out whether swapping out or mutating specific amino acids (each of the individual building blocks that make up a protein) enhances or disrupts allostery. They also wanted to know if there are many possible mutations that change the effectiveness of allostery, or if this property is controlled by just a few amino acids. Finally, McCormick et al. questioned where in a protein most of these allostery-tuning mutations were located. To answer these questions, McCormick et al. engineered a new allosteric protein by inserting a light-sensing domain (input) into a protein involved in metabolism (a metabolic enzyme that produces a biomolecule called a tetrahydrofolate) to yield a light-controlled enzyme. Next, they introduced mutations into both the ‘input’ and ‘output’ domains to see where they had a greater effect on allostery. After filtering out mutations that destroyed the function of the output domain, McCormick et al. found that only about 5% of mutations to the ‘output’ domain altered the allosteric response of their engineered enzyme. In fact, most mutations that disrupted allostery were found near the site where the ‘input’ domain was inserted, while mutations that enhanced allostery were sprinkled throughout the enzyme, often on its protein surface. This was surprising in light of the commonly-held assumption that mutations on protein surfaces have little impact on the activity of the ‘output’ domain. Overall, the effect of individual mutations on allostery was small, but McCormick et al. found that these mutations can sometimes be combined to yield larger effects. McCormick et al.’s results suggest a new approach for optimizing engineered allosteric proteins: by introducing mutations on the protein surface. It also opens up new questions: mechanically, how do surface sites affect allostery? In the future, it will be important to characterize how combinations of mutations can optimize allosteric regulation, and to determine what evolutionary trajectories to high performance allosteric ‘switches’ look like.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,005
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,023
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Sans objet · Signal consensuel: Sans objet
GenreSignal candidat: Autre · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,249
Score d'incertitude au seuil0,832

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0050,023
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0040,001
Communication savante0,0060,003
Science ouverte0,0030,003
Intégrité de la recherche0,0100,007
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,2490,155

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.

Tête enseignante Opus0,012
Tête enseignante GPT0,312
Écart entre enseignants0,300 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSans objet
Domainenon disponible
GenreAutre

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2021
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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