Parameterization of a single H-bond in Orange Carotenoid Protein by atomic mutation reveals principles of evolutionary design of complex chemical photosystems
Notice bibliographique
Résumé
Introduction: Dissecting the intricate networks of covalent and non-covalent interactions that stabilize complex protein structures is notoriously difficult and requires subtle atomic-level exchanges to precisely affect local chemical functionality. The function of the Orange Carotenoid Protein (OCP), a light-driven photoswitch involved in cyanobacterial photoprotection, depends strongly on two H-bonds between the 4-ketolated xanthophyll cofactor and two highly conserved residues in the C-terminal domain (Trp288 and Tyr201). Method: By orthogonal translation, we replaced Trp288 in Synechocystis OCP with 3-benzothienyl- L -alanine (BTA), thereby exchanging the imino nitrogen for a sulphur atom. Results: Although the high-resolution (1.8 Å) crystal structure of the fully photoactive OCP-W288_BTA protein showed perfect isomorphism to the native structure, the spectroscopic and kinetic properties changed distinctly. We accurately parameterized the effects of the absence of a single H-bond on the spectroscopic and thermodynamic properties of OCP photoconversion and reveal general principles underlying the design of photoreceptors by natural evolution. Discussion: Such “molecular surgery” is superior over trial-and-error methods in hypothesis-driven research of complex chemical systems.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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 | 0,001 |
| 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 tête enseignante, 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 ».