Dissecting the effect of ALS mutation S375G on the conformational properties and aggregation dynamics of TDP-43370-375 fragment

化学 分子动力学 突变 氢键 低聚物 突变 脱氮酶 生物物理学 蛋白质聚集 立体化学 泛素 生物化学 分子 计算化学 生物 基因 有机化学
作者
Zhengdong Xu,Jianxin Zhang,Jiaxing Tang,Yehong Gong,Yu Zou,Qingwen Zhang
出处
期刊:Biophysical Chemistry [Elsevier BV]
卷期号:310: 107230-107230
标识
DOI:10.1016/j.bpc.2024.107230
摘要

The aggregation of transactive response deoxyribonucleic acid (DNA) binding protein of 43 kDa (TDP-43) into ubiquitin-positive inclusions is closely associated with amyotrophic lateral sclerosis (ALS), frontotemporal lobar degeneration, and chronic traumatic encephalopathy. The 370–375 fragment of TDP-43 (370GNNSYS375, TDP-43370-375), the amyloidogenic hexapeptides, can be prone to forming pathogenic amyloid fibrils with the characteristic of steric zippers. Previous experiments reported the ALS-associated mutation, serine 375 substituted by glycine (S375G) is linked to early onset disease and protein aggregation of TDP-43. Based on this, it is necessary to explore the underlying molecular mechanisms. By utilizing all-atom molecular dynamics (MD) simulations of 102 μs in total, we investigated the impact of S375G mutation on the conformational ensembles and oligomerization dynamics of TDP-43370-375 peptides. Our replica exchange MD simulations show that S375G mutation could promote the unstructured conformation formation and induce peptides to form a loose packed oligomer, thus inhibiting the aggregation of TDP-43370-375. Further analyses suggest that S375G mutation displays a reduction effect on the number of total hydrogen bonds and contacts among TDP-43370-375 peptides. Hydrogen bonding and polar interactions among TDP-43370-375 peptides, as well as Y374-Y374 π-π stacking interaction, are attenuated by S375G mutation. Additional microsecond MD simulations demonstrate that S375G mutation could prohibit the conformational conversion to β-structure-rich aggregates and possess an inhibitory effect on the oligomerization dynamics of TDP-43370-375. This study offers for the first time of molecular insights into the S375G mutation affecting the aggregation of TDP-43370-375 at the atomic level, and may open new avenues in the development of future site-specific mutation therapeutics.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
3秒前
独特大白菜真实的钥匙完成签到 ,获得积分10
3秒前
6秒前
7秒前
西兰花完成签到,获得积分20
7秒前
行走的鱼发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
搜集达人应助melodyyy采纳,获得10
10秒前
ding应助森林木采纳,获得10
10秒前
11秒前
考博圣体完成签到 ,获得积分10
11秒前
敏感的鼠标完成签到 ,获得积分10
11秒前
吴晨曦发布了新的文献求助10
12秒前
愉快的乾发布了新的文献求助10
12秒前
LHL完成签到,获得积分10
13秒前
科研通AI2S应助倾夏唯音采纳,获得30
14秒前
15秒前
受伤小虾米完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
科研通AI6.3应助fortune采纳,获得10
18秒前
pahuang发布了新的文献求助10
18秒前
20秒前
20秒前
高高完成签到,获得积分10
20秒前
鱼鱼鱼完成签到,获得积分10
21秒前
研友_LkD29n完成签到 ,获得积分10
21秒前
Tian完成签到,获得积分10
22秒前
melodyyy发布了新的文献求助10
22秒前
帅气的小兔子完成签到 ,获得积分10
22秒前
重要谷冬发布了新的文献求助10
23秒前
23秒前
西兰花发布了新的文献求助10
23秒前
坦率芷天发布了新的文献求助10
24秒前
撒西不理发布了新的文献求助10
25秒前
木木很累发布了新的文献求助10
26秒前
田成蒸完成签到,获得积分10
27秒前
貝壳完成签到,获得积分10
27秒前
倾夏唯音发布了新的文献求助30
28秒前
30秒前
高分求助中
液晶指向矢仿真分析数据集 8888
Invited Discussant 63O and 64O 1000
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 750
Petrology and Plate Tectonics 500
Writing Systems 500
A Handbook of User Experience Research & Design in Libraries 400
Understanding Modeling and Simulation of Polymerization Reactions 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 内科学 复合材料 催化作用 光电子学 物理化学 电极 细胞生物学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6897342
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8592788
关于积分的说明 18244892
捐赠科研通 6294694
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3060994
关于科研通互助平台的介绍 2080240
邀请新用户注册赠送积分活动 2038816