이 연구에서는 TetR 단백질의 알로스테리 조절을 설명하기 위해 두 영역 열역학 모델을 개발하였다. 이 모델은 리간드 결합 영역(LBD)과 DNA 결합 영역(DBD)으로 구성된 두 개의 도메인으로 TetR 단백질을 일반화한다. 모델에는 세 가지 핵심 생물리학적 매개변수(ɛD, ɛL, γ)가 포함되어 있는데, 이는 각각 DBD의 내부 특성, LBD의 내부 특성, 두 도메인 간의 상호작용을 나타낸다.
이 모델은 최근 수행된 깊이 돌연변이 스캐닝(DMS) 연구에서 관찰된 TetR 단백질의 다양한 돌연변이 효과를 잘 설명할 수 있다. DMS 연구에 따르면 TetR 단백질의 알로스테리 핫스팟은 구조적으로 잘 정의된 경로를 따르지 않고 광범위하게 분포되어 있다. 또한 핫스팟 돌연변이로 인한 알로스테리 손실은 분산된 추가 돌연변이에 의해 복구될 수 있다.
본 연구에서 개발한 두 영역 열역학 모델은 이러한 관찰 결과를 잘 설명할 수 있다. 모델은 물리적으로 투명한 매개변수 변화를 통해 다양한 돌연변이체의 in vivo 활성을 정확하게 포착할 수 있으며, 통계적 추론을 통해 돌연변이 효과를 정량화할 수 있다. 분석 결과, 내부 및 도메인 간 특성 간의 본질적인 연결고리가 밝혀졌으며, 구조적 특징과 일치하는 에피스타시스 상호작용이 확인되었다. 이 연구를 통해 얻은 두 영역 알로스테리의 본질에 대한 통찰은 다른 다영역 알로스테리 단백질에도 더 넓게 적용될 것으로 기대된다.
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by Liu,Z., Gill... в www.biorxiv.org 08-06-2023
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