A structural perspective on the temperature-dependent activity of enzymes
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT Enzymes are biomolecular catalysts whose activity varies with temperature. Unlike for small-molecule catalysts, the structural ensembles of enzymes can vary substantially with temperature, and it is in general unclear how this modulates the temperature dependence of activity. Here multi-temperature X-ray crystallography was used to record structural changes from −20°C to 40°C for a mesophilic enzyme in complex with inhibitors mimicking substrate-, intermediate-, and product-bound states, representative of major complexes underlying the kinetic constant k cat . Both inhibitors, substrates and catalytically relevant loop motifs increasingly populate catalytically competent conformations as temperature increases. These changes occur even in temperature ranges where kinetic measurements show roughly linear Arrhenius/Eyring behavior where parameters characterizing the system are assumed to be temperature independent. Simple analysis shows that linear Arrhenius/Eyring behavior can still be observed when the underlying activation energy / enthalpy values vary with temperature, e.g., due to structural changes, and that the underlying thermodynamic parameters can be far from values derived from Arrhenius/Eyring model fits. Our results indicate a critical role for temperature-dependent atomic-resolution structural data in interpreting temperature-dependent kinetic data from enzymatic systems. One-Sentence Summary Structural data spanning a 60°C temperature range for enzyme complexes mimicking the substrate-, intermediate-, and product-bound states illuminate how small temperature-dependent structural changes may modulate activity and render parameters deduced from Arrhenius/Eyring plots unreliable.
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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 | 0,001 | 0,000 |
| 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 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| 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 ».