Designing Catalysts to Accelerate a Protein–Peptide Assembly-Reaction Cascade
Notice bibliographique
Résumé
A biological system is rich in dynamic biomolecular assembly reaction cascades mediated by enzymes and molecular chaperones, as represented by the formation of the "chain-mail-like" bacteriophage HK97 capsid that involves sequential events of chaperone-assisted assembly and cross-linking reactions. To shed light on such catalyzed assembly processes, we report an artificial protein-peptide "assembly-reaction" cascade that can be accelerated by rationally designed catalysts. The cascade is inhibited by a tethered SpyTag mutant that blocks SpyCatcher from the subsequent reactions. A designed fusion of calmodulin and sortase can promote the cascade by first binding with M13 at the loop between the SpyTag mutant and SpyCatcher to open the gating via a coil-helix transition. After the SpyTag-SpyCatcher reaction, the catalyst is regenerated by sortase-mediated cyclization that restores the constrained M13 conformation at the loop to release the bounded calmodulin. In the presence of 0.1 equiv of catalyst, the process can be accelerated, increasing the initial rate by ∼12-fold and reducing the half-life by ∼17-fold. With experimentally measured kinetic parameters, we simulated this system through microkinetic modeling, illustrated the contributions of each parameter, and proposed conditions for optimal catalytic performance. As a prototype of artificial catalyzed supramolecular "assembly-reaction" cascades, this work is reminiscent of those catalyzed cascades in nature. Their common features reveal similar underlying physiochemical principles and suggest new avenues to understand and interfere with biological systems.
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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) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| 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 ».