Prediction of allosteric sites and mediating interactions through bond-to-bond propensities.
Prediction of allosteric sites and mediating interactions through bond-to-bond propensities.
复制标题
DOI：
10.1038/ncomms12477
复制
发表时间：
2016-08-26
影响因子：
16.6
通讯作者：
Barahona, M.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Amor, B. R. C.;Schaub, M. T.;Yaliraki, S. N.;Barahona, M.
变构是一种生物调控的基本机制，在这种机制中，分子在远处的结合会影响蛋白质的活性位点。变构位点提供了微调蛋白质活性的靶标，但我们缺乏预测它们的计算方法。在这里，我们提出了一个有效的图理论框架来揭示变构相互作用（原子和通信途径与活性位点强耦合），而不需要先验的位置信息。利用一个带有能量加权共价键和弱键的原子图，我们定义了一个键对键的倾向，量化了瞬时键波动在蛋白质中传播的非局部效应。然后使用分位数回归确定重要的相互作用。我们用三种生物学上重要的蛋白质：caspase-1、CheY和h-Ras来举例说明我们的方法，正确地预测了关键的变构相互作用，其重要性在100种蛋白质的参考集上得到了进一步证实。我们的方法的几乎线性缩放使得它适合于候选变构位点的高通量搜索。变构是控制和调节多种细胞过程的关键分子机制。在这里，作者提出了一种方法，可用于预测变构位点和将它们连接到蛋白质活性位点的中介相互作用。
Allostery is a fundamental mechanism of biological regulation, in which binding of a molecule at a distant location affects the active site of a protein. Allosteric sites provide targets to fine-tune protein activity, yet we lack computational methodologies to predict them. Here we present an efficient graph-theoretical framework to reveal allosteric interactions (atoms and communication pathways strongly coupled to the active site) without a priori information of their location. Using an atomistic graph with energy-weighted covalent and weak bonds, we define a bond-to-bond propensity quantifying the non-local effect of instantaneous bond fluctuations propagating through the protein. Significant interactions are then identified using quantile regression. We exemplify our method with three biologically important proteins: caspase-1, CheY, and h-Ras, correctly predicting key allosteric interactions, whose significance is additionally confirmed against a reference set of 100 proteins. The almost-linear scaling of our method renders it suitable for high-throughput searches for candidate allosteric sites. Allostery is a key molecular mechanism underpinning control and modulation in a variety of cellular processes. Here, the authors present a method that can be used to predict allosteric sites and the mediating interactions that connect them to the active site of the protein.
登录
查看更多内容
DOI：
10.1016/j.str.2009.06.008
发表时间：
2009-08-12
期刊：
Structure (London, England : 1993)
影响因子：
--
作者：
del Sol A;Tsai CJ;Ma B;Nussinov R
通讯作者：
Nussinov R
影响因子：
3.7
作者：
Grant, Barry J.;Lukman, Suryani;Gorfe, Alemayehu A.
通讯作者：
Gorfe, Alemayehu A.
影响因子：
3.2
作者：
Dyer, Collin M.;Dahlquist, Frederick W.
通讯作者：
Dahlquist, Frederick W.
影响因子：
5.6
作者：
Bellsolell, L;Cronet, P;Coll, M
通讯作者：
Coll, M
影响因子：
56.9
作者：
FRAUENFELDER, H;SLIGAR, SG;WOLYNES, PG
通讯作者：
WOLYNES, PG