Detailed Per-residue Energetic Analysis Explains the Driving Force for Microtubule Disassembly
Notice bibliographique
Résumé
Microtubules are long filamentous hollow cylinders whose surfaces form lattice structures of αβ-tubulin heterodimers. They perform multiple physiological roles in eukaryotic cells and are targets for therapeutic interventions. In our study, we carried out all-atom molecular dynamics simulations for arbitrarily long microtubules that have either GDP or GTP molecules in the E-site of β-tubulin. A detailed energy balance of the MM/GBSA inter-dimer interaction energy per residue contributing to the overall lateral and longitudinal structural stability was performed. The obtained results identified the key residues and tubulin domains according to their energetic contributions. They also identified the molecular forces that drive microtubule disassembly. At the tip of the plus end of the microtubule, the uneven distribution of longitudinal interaction energies within a protofilament generates a torque that bends tubulin outwardly with respect to the cylinder's axis causing disassembly. In the presence of GTP, this torque is opposed by lateral interactions that prevent outward curling, thus stabilizing the whole microtubule. Once GTP hydrolysis reaches the tip of the microtubule (lateral cap), lateral interactions become much weaker, allowing tubulin dimers to bend outwards, causing disassembly. The role of magnesium in the process of outward curling has also been demonstrated. This study also showed that the microtubule seam is the most energetically labile inter-dimer interface and could serve as a trigger point for disassembly. Based on a detailed balance of the energetic contributions per amino acid residue in the microtubule, numerous other analyses could be performed to give additional insights into the properties of microtubule dynamic instability.
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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 | 0,000 | 0,000 |
| 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 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| 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 ».