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 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 | 0,001 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
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 ».