Oxidation-induced structural changes in actin and myosin evaluated by computational simulation, machine learning modeling and high-speed AFM
Notice bibliographique
Résumé
Abstract High levels of reactive oxygen species produced during muscle oxidative stress are implicated in the development of several muscle diseases. To better understand the mechanism behind a reduced myosin force generation under oxidizing conditions, we analyzed the structural and functional changes in the actin and actin-myosin complex using high-speed atomic force microscopy (HS-AFM), simulated HS-AFM, and molecular dynamics (MD) simulation. Computational oxidative nitration of tyrosine residues demonstrated instability in the molecular structure of the F-actin subunit. Cross-section analysis of the simulated HS-AFM images revealed a shift in the height values (∼0.2-1.5 nm in magnitude) between the non-oxidized and oxidized actin, which correspond to the height differences observed in HS-AFM experiments with in vitro oxidized F-actin. The oxidation-induced structural alterations in actin impact myosin molecule displacement on the single-molecule level. The displacements of myosin heads along the F-actin filaments in the presence of ATP involve the binding of the myosin molecule to a specific site on the F-actin filament, followed by the rotation of the myosin lever arm, which triggers the release of inorganic phosphate (Pi). Subsequently, the myosin head detaches from the F-actin and re-binds to a new site on the filament. The formation of the SIN-1-treated F-actin-myosin complex in the presence of ATP resulted in a change in myosin head displacement size, with a significant decrease in the frequency of long displacements (≥ 4 nm). These results suggest that oxidation decreases the pool of the weak-bound myosin molecules and shortens the long displacements related to the Pi release step, reducing the force generation by myosin motors.
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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) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| 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 ».