Probing the formation of a hetero-dimeric membrane transport complex with dual in vitro and in silico mutagenesis
Notice bibliographique
Résumé
The reversible association of transmembrane helices is a fundamental mechanism in how living cells convey information and respond to physiological events. The cardiac calcium transport regulator phospholamban (PLN) is an example of a single-span transmembrane protein that populates a variety of reversible and competing oligomeric states. PLN primarily forms monomers and pentamers in the membrane, where the PLN pentamer is a storage form and the PLN monomer forms a hetero-dimeric inhibitory complex with SERCA. The binding affinity and free-energy of formation of the SERCA-PLN complex in a membrane have not been determined. As is the case for most transmembrane protein interactions, measuring these quantities experimentally is extremely challenging. In this study, we estimated binding affinities by employing in silico alchemical free-energy calculations for all PLN transmembrane alanine substitutions in a membrane bilayer. The binding affinities were calculated separately for the SERCA-PLN complex, a PLN monomer, and a PLN pentamer and compared to in vitro functional measurements of SERCA regulation by the PLN alanine substitutions. Initially, the changes in SERCA inhibition by PLN alanine substitutions were compared to the changes in free energy for the SERCA-PLN complex formed from the PLN monomer. However, the functional data for the PLN alanine substitutions were better explained by the formation of the SERCA-PLN complex directly from the PLN pentamer. This finding points to an inhibitory mechanism favoring conformational selection of SERCA and the interaction of a PLN pentamer with SERCA for 'delivery' of a PLN monomer to the inhibitory site. The implications of these findings suggest that the energetics of helix exchange between homo- and hetero-oligomeric signaling complexes is favored over an intermediate involving a free monomeric helix in the membrane bilayer.
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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 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».