Combining Rational Design and Continuous Evolution on Minimalist Proteins That Target DNA
Notice bibliographique
Résumé
We designed MEF to mimic the basic region/helix-loop-helix/leucine zipper (bHLHZ) domain of transcription factors Max and Myc, which bind with high DNA sequence specificity and affinity to the E-box motif (enhancer box, CACGTG). To make MEF, we started with our rationally designed ME47, a hybrid of the Max basic region and E47 HLH, that effectively inhibited tumor growth in a mouse model of breast cancer. ME47, however, displays propensity for instability and misfolding. We therefore sought to improve ME47's structural and functional features. We used phage-assisted continuous evolution (PACE) to uncover "nonrational" changes to complement our rational design. PACE mutated Arg12 that contacts the DNA phosphodiester backbone. We would not have rationally made such a change, but this mutation improved ME47's stability with little change in DNA-binding function. We mutated Cys29 to Ser and Ala in ME47's HLH to eliminate undesired disulfide formation; these mutations reduced E-box binding activity. To compensate, we fused the designed FosW leucine zipper to ME47 to increase the dimerization interface and improve protein stability and E-box targeting activity. This "franken-protein" MEF comprises the Max basic region, E47 HLH, and FosW leucine zipper—plus mutations that arose during PACE and rational design—and is a tractable, reliable protein in vivo and in vitro. Compared with ME47, MEF gives three-fold stronger binding to Ebox with four-fold increased specificity for E-box over nonspecific DNA. Generation of MEF demonstrates that combining rational design and continuous evolution can be a powerful tool for designing proteins with robust structure and strong DNA-binding function.
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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) | 0,001 | 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 | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».