🚀David Bakers förtryck från @UWproteindesign 👇👇 Vad gör det så svårt att skära proteinbindningar att naturen utvecklat specialiserade enzymer med metallkofaktorer för att åstadkomma det?@biorxivpreprint @ETH_en "Beräkningsdesign av cysteinproteaser" • Amidbindningar i proteiner har halveringstider på hundratals år under fysiologiska förhållanden, vilket gör dem mycket mer stabila än esterbindningar (där aminlämnande grupper har pKa >35 jämfört med <8 för aktiverade ester), och tidigare beräkningsmässig enzymdesign har endast lyckats med aktiverade småmolekylära estersubstrat snarare än den energikrävande peptidbindningsklyvning som krävs för proteaser. • Forskarna använde RoseTTAFold Diffusion 2 for Molecular Interfaces (RFD2-MI) för att designa zinkproteaser från minimala katalytiska motiv, och konstruerade en idealisk aktiv plats med fem funktionella grupper (tre zinkbindande rester H1, H2, E1, en katalytisk bas E2 och en oxyanionstabiliserande tyrosin Y) baserat på aminopeptidas N- och astacinstrukturer, och utförde en tvåsidig design av både proteas- och substratsekvenser för att säkerställa exakt positionering av målamidbindningen. • Av 135 designer som testades i en enda designrunda visade 36 % aktivitet (14,7 % för enbart zinkmodeller och 87,5 % för zinkvattenmodeller), där alla aktiva designer klöv exakt på avsedda platser bekräftade med masspektrometri; den mest aktiva designen (Zn45-klyvande ZnO36-substrat) uppnådde kcat på 0,025 ± 0,002 s⁻¹, KM på 26 ± 5 μM och kcat/KM på 900 ± 200 M⁻¹s⁻¹, vilket representerar >10⁸-faldig acceleration över okatalyserad hydrolys; designer visade zinkbindning med Kd mellan 10⁻¹⁰ och 10⁻⁸ M, visade substratspecificitet i 4 av 5 ställningar och kunde omprogrammeras för att klyva sjukdomsrelevant mänskligt TDP-43-protein med 4 varianter som uppnådde ≥80 % klyvning efter 5 timmar. Författare: Hojae Choi m.fl. al Donald Hilvert, Samuel J. Pellock, David Baker Länk: