🚀David Bakerin esipainos vuodelta @UWproteindesign 👇👇 Mikä tekee proteiinisidosten katkaisemisesta niin haastavaa, että luonto kehitti erikoistuneita entsyymejä metallikofaktoreilla sen saavuttamiseksi?@biorxivpreprint @ETH_en "Kysteiiniproteaasien laskennallinen suunnittelu" • Proteiinien amidisidoksilla on puoliintumisaika satoja vuosia fysiologisissa olosuhteissa, mikä tekee niistä huomattavasti stabiilimmat kuin esterisidosten (amiiniryhmät, joilla on pKa >35 verrattuna <8 aktivoituihin estereihin), ja aiempi laskennallinen entsyymisuunnittelu on onnistunut vain aktivoiduilla pienimolekyyliesterialustoilla, ei proteaasien energiaa vaativalla peptidisidosten pilkkomisella. • Tutkijat käyttivät RoseTTAFold Diffusion 2 for Molecular Interfaces (RFD2-MI) -menetelmää suunnitellakseen sinkkiproteaaseja minimaalisista katalyyttisistä motiiveista, rakentaen ihanteellisen aktiivisen kohteen, jossa oli viisi toiminnallista ryhmää (kolme sinkkiä sitovaa jäämää H1, H2, E1, yksi katalyyttinen emäs E2 ja yksi oksianionia stabiloiva tyrosiini-Y) aminopeptidaasi N- ja astasiinirakenteiden pohjalta, suorittaen kaksipuolisen suunnittelun sekä proteaasin että substraattisekvenssin varmistaakseen kohdeamidisidoksen tarkan sijainnin. • 135 mallista, jotka testattiin yhdellä suunnittelukierroksella, 36 % osoitti aktiivisuutta (14,7 % pelkästään zn-malleissa ja 87,5 % zn-vesimalleissa), ja kaikki aktiiviset mallit halkaistiin tarkasti tarkoitetuilla paikoilla, jotka vahvistettiin massaspektrometrialla; aktiivisin rakenne (Zn45 halkaisemassa ZnO36-alustaa) saavutti kcat 0,025 ± 0,002 s⁻¹, KM 26 ± 5 μM, ja kcat/KM 900 ± 200 M⁻¹s⁻¹, mikä edustaa >10⁸-kertaista kiihtyvyyttä katalysoimattoman hydrolyysin yli; mallit osoittivat sinkin sitoutumista Kd:hen välillä 10⁻¹⁰ ja 10⁻⁸ M, osoittivat substraattispesifisyyttä neljässä viidestä tukirakenteesta ja voitiin ohjelmoida uudelleen leikkaamaan tautiin vaikuttavaa ihmisen TDP-43-proteiinia neljällä variantilla, jotka saavuttivat ≥80 % pilkkoutumisen viidessä tunnissa. Kirjoittajat: Hojae Choi ym. al Donald Hilvert, Samuel J. Pellock, David Baker Linkki: