Fractionation factors reveal hidden frustration in an ancient allosteric module
Notice bibliographique
Résumé
Protein kinase G (PKG) is an essential regulator of eukaryotic cyclic guanosine monophosphate (cGMP)-dependent intracellular signaling, controlling pathways that are often distinct from those regulated by cyclic adenosine monophosphate (cAMP). Specifically, the C-terminal cyclic-nucleotide-binding domain (CNB-B) of PKG has emerged as a critical module to control allostery and cGMP-selectivity in PKG. While key contributions to the cGMP-versus-cAMP selectivity of CNB-B were previously assessed, only limited knowledge is currently available on how cyclic nucleotide binding rewires the network of hydrogen bonds in CNB-B, and how such rewiring contributes to allostery and cGMP selectivity. To address this gap, we extend the comparative analysis of apo, cAMP- and cGMP-bound CNB-B to H/D fractionation factors (FFs), which are well-suited for assessing backbone hydrogen-bond strengths within proteins. Apo-vs-bound comparisons inform of perturbations arising from both binding and allostery, while cGMP-bound vs cAMP-bound comparisons inform of perturbations that are purely allosteric. The comparative FF analyses of the bound states revealed mixed patterns of hydrogen-bond strengthening and weakening, pointing to inherent frustration, whereby not all hydrogen bonds can be simultaneously stabilized. Interestingly, contrary to expectations, these patterns include a weakening of hydrogen bonds not only within critical recognition and allosteric elements of CNB-B, but also within elements known to undergo rigid-body movement upon cyclic nucleotide binding. These results suggest that frustration may contribute to the reversibility of allosteric conformational shifts by avoiding over-rigidification that may otherwise trap CNB-B in its active state. Considering that PKG CNB-B serves as a prototype for allosteric conformational switches, similar concepts may be applicable to allosteric domains in general.
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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 | 0,001 |
| 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 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| 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 ».