Proceedings of the National Academy of Sciences· 2026Q1
Dihidrofolat redüktazda allosterik bir sıcak noktanın katalitik regülasyon mekanizması
Mechanism of catalytic regulation by an allosteric hot spot in dihydrofolate reductase
- 1atıf
- Q1SCImago
- 2026yıl
Kısa özet
Dihidrofolat redüktazdaki uzak bir allosterik sıcak nokta, katalitik olarak yetkin bir durumu tercih eden adım adım bir geçiş mekanizması yoluyla konformasyonel popülasyonları ince bir şekilde kaydırarak katalizi düzenler.
Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.
Ana noktalar
- Dihidrofolat redüktazdaki uzak bir allosterik sıcak nokta, katalitik aktiviteyi kontrol eder.
- Sıcak noktadaki mutasyonlar, biri katalitik olarak yetkin, diğeri değil, iki konformasyonun popülasyonlarını yeniden dağıtır.
- Bu durumlar arasındaki geçiş, yerel yapısal yeniden düzenlemelerin adım adım bir dizisidir.
- Aktiviteyi kısmen geri kazandırmak için telafi edici ikinci bir bölge mutasyonu rasyonel olarak tasarlanmıştır.
Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.
Özet (abstract)
Allostery is central to catalysis and regulation, yet how distal perturbations control enzyme activity remains unresolved. Here we elucidate how a distal allosteric hot spot regulates catalysis in dihydrofolate reductase, a benchmark enzyme exhibiting latent allostery. We combine enhanced conformational sampling, reactive free-energy calculations of the chemical step, and perturbation-induced nonequilibrium molecular dynamics with evolutionary analysis and experimental kinetics to obtain a comprehensive molecular description of conformational landscapes, catalytic activity, and allosteric communication. We show that a mutational perturbation at the hot spot redistributes the populations of two globally similar conformations with a subtle but critical structural difference that makes one catalytically competent and the other not. Nonequilibrium simulations further reveal that the transition between these two states proceeds through a stepwise sequence of local structural rearrangements rather than through concerted global motions or equilibrium fluctuations. Guided by this mechanism, we rationally engineer a compensatory second-site mutation that partially restores activity. These results provide a unified thermodynamic and kinetic view of allostery and establish a general, mechanistically guided framework for engineering allosteric regulation in enzymes.
Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2026 · DOI ↗
Ücretsiz hesapla devam et
Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.
Web'de ücretsiz devam etGoogle ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.
Telefonda:
Alan: Moleküler Biyoloji
Molecular BiologyBiochemistry, Genetics and Molecular Biology