QM/MM investigation of the discriminatory pre-transfer editing mechanism operated by Lysyl-tRNA synthetase
Notice bibliographique
Résumé
Aminoacyl-tRNA synthetases (aaRSs) are essential enzymes that remarkable facilitate the aminoacylation process during translation. With a high fidelity, the mischarged tRNA is prevented through implementing pre- and post-transfer proofreading mechanisms. For instance, Lysine-tRNA synthetase charges the native substrate, lysine, to its cognate tRNA. In spite of the great structural similarity between lysine to the noncognate and toxic ornithine, with the side chain of lysine being only one methylene group longer, LysRS is able to achieve this discrimination with a high efficiency. In this work, the hybrid quantum mechanics/molecular mechanics (QM/MM) investigation was applied to probe the pre-transfer editing mechanism catalyzed by lysyl-tRNA synthetase to reject the noncognte aminoacyl, L-ornityl (Orn), compared to the cognate substrate, L-lysyl. Particularly, the self-cyclization pre-transfer editing mechanism was explored for the two substrates. The substrate-assisted self-cyclization editing of Orn-AMP, where its phosphate moiety acts as the catalytic base, is found to be the rate-determining step with an energy barrier of 101.2 kJ mol−1. Meanwhile, the corresponding rate-limiting pathway for the native Lys-AMP lies at 140.2 kJ mol−1. This observation clearly indicated the infeasibility of this catalytic scenario in the presence of the native substrate. Interestingly, a thermodynamically favorable cyclic product of −92.9 kJ mol−1 with respect to the aminoacyl reactant complex demonstrated evidence of a successful pre-transfer editing. This reaction resulted in the discharge of the on-cognate -ornithine derivative from LysU’s active site. These valuable mechanistic insights are valuable to enrich our knowledge of this extremely efficient and specific catalytic machinery of LysRS.
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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) | 0,001 | 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 | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».