Effects of Hydrogen/Deuterium Exchange on Protein Stability in Solution and in the Gas Phase
Notice bibliographique
Résumé
Mass spectrometry (MS)-based techniques are widely used for probing protein structure and dynamics in solution. H/D exchange (HDX)-MS is one of the most common approaches in this context. HDX is often considered to be a “benign” labeling method, in that it does not perturb protein behavior in solution. However, several studies have reported that D 2 O pushes unfolding equilibria toward the native state. The origin, and even the existence of this protein stabilization remain controversial. Here we conducted thermal unfolding assays in solution to confirm that deuterated proteins in D 2 O are more stable, with 2–4 K higher melting temperatures than unlabeled proteins in H 2 O. Previous studies tentatively attributed this phenomenon to strengthened H-bonds after deuteration, an effect that may arise from the lower zero-point vibrational energy of the deuterated species. Specifically, it was proposed that strengthened water–water bonds (W···W) in D 2 O lower the solubility of nonpolar side chains. The current work takes a broader view by noting that protein stability in solution also depends on water–protein (W···P) and protein–protein (P···P) H-bonds. To help unravel these contributions, we performed collision-induced unfolding (CIU) experiments on gaseous proteins generated by native electrospray ionization. CIU profiles of deuterated and unlabeled proteins were indistinguishable, implying that P···P contacts are insensitive to deuteration. Thus, protein stabilization in D 2 O is attributable to solvent effects, rather than alterations of intraprotein H-bonds. Strengthening of W···W contacts represents one possible explanation, but the stabilizing effect of D 2 O can also originate from weakened W···P bonds. Future work will be required to elucidate which of these two scenarios is correct, or if both contribute to protein stabilization in D 2 O. In any case, the often-repeated adage that “D-bonds are more stable than H-bonds” does not apply to intramolecular contacts in native proteins.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 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 | 0,000 |
| 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 ».