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Enregistrement W4213208821 · doi:10.1101/2022.02.18.481080

Systematic identification of conditionally folded intrinsically disordered regions by AlphaFold2

2022· preprint· en· W4213208821 sur OpenAlexafffund
T. Reid Alderson, Iva Pritišanac, Đesika Kolarić, Alan M. Moses, Julie D. Forman‐Kay

Notice bibliographique

RevuebioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory) · 2022
Typepreprint
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueProtein Structure and Dynamics
Établissements canadiensHospital for Sick ChildrenUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesNational Institute of General Medical SciencesCanadian Institutes of Health ResearchNational Institutes of HealthMedizinische Universität GrazHospital for Sick ChildrenKarl-Franzens-Universität GrazUniversity of Wisconsin-Madison
Mots-clésFolding (DSP implementation)Computational biologyConditional independenceIntrinsically disordered proteinsProtein foldingProtein structureFunction (biology)Structure functionComputer scienceBiologyPhysicsGeneticsArtificial intelligenceBiophysicsBiochemistry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract The AlphaFold Protein Structure Database contains predicted structures for millions of proteins. For the majority of human proteins that contain intrinsically disordered regions (IDRs), which do not adopt a stable structure, it is generally assumed these regions have low AlphaFold2 confidence scores that reflect low-confidence structural predictions. Here, we show that AlphaFold2 assigns confident structures to nearly 15% of human IDRs. By comparison to experimental NMR data for a subset of IDRs that are known to conditionally fold (i.e., upon binding or under other specific conditions), we find that AlphaFold2 often predicts the structure of the conditionally folded state. Based on databases of IDRs that are known to conditionally fold, we estimate that AlphaFold2 can identify conditionally folding IDRs at a precision as high as 88% at a 10% false positive rate, which is remarkable considering that conditionally folded IDR structures were minimally represented in its training data. We find that human disease mutations are nearly 5-fold enriched in conditionally folded IDRs over IDRs in general, and that up to 80% of IDRs in prokaryotes are predicted to conditionally fold, compared to less than 20% of eukaryotic IDRs. These results indicate that a large majority of IDRs in the proteomes of human and other eukaryotes function in the absence of conditional folding, but the regions that do acquire folds are more sensitive to mutations. We emphasize that the AlphaFold2 predictions do not reveal functionally relevant structural plasticity within IDRs and cannot offer realistic ensemble representations of conditionally folded IDRs. Significance Statement AlphaFold2 and other machine learning-based methods can accurately predict the structures of most proteins. However, nearly two-thirds of human proteins contain segments that are highly flexible and do not autonomously fold, otherwise known as intrinsically disordered regions (IDRs). In general, IDRs interconvert rapidly between a large number of different conformations, posing a significant problem for protein structure prediction methods that define one or a small number of stable conformations. Here, we found that AlphaFold2 can readily identify structures for a subset of IDRs that fold under certain conditions (conditional folding). We leverage AlphaFold2’s predictions of conditionally folded IDRs to quantify the extent of conditional folding across the tree of life, and to rationalize disease-causing mutations in IDRs. Classifications : Biological Sciences; Biophysics and Computational Biology

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,042
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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.

Tête enseignante Opus0,005
Tête enseignante GPT0,213
Écart entre enseignants0,207 · 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 tête enseignante, pas un consensus.

Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

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

En bref

Citations51
Publié2022
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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