Early Aggregation Mechanism of SOD128–38 Based on Force Field Parameter of 5-Cyano-Tryptophan

化学 SOD1 二聚体 色氨酸 蛋白质聚集 淀粉样蛋白(真菌学) 生物物理学 分子动力学 氨基酸 超氧化物歧化酶 立体化学 计算化学 生物化学 有机化学 氧化应激 生物 无机化学
作者
Mueed Ur Rahman,Saira Bano,Xiaokun Hong,Ruo‐Xu Gu,Haifeng Chen
出处
期刊:Journal of Chemical Information and Modeling [American Chemical Society]
卷期号:64 (9): 3942-3952
标识
DOI:10.1021/acs.jcim.4c00289
摘要

The aggregation of superoxide dismutase 1 (SOD1) results in amyloid deposition and is involved in familial amyotrophic lateral sclerosis, a fatal motor neuron disease. There have been extensive studies of its aggregation mechanism. Noncanonical amino acid 5-cyano-tryptophan (5-CN-Trp), which has been incorporated into the amyloid segments of SOD1 as infrared probes to increase the structural sensitivity of IR spectroscopy, is found to accelerate the overall aggregation rate and potentially modulate the aggregation process. Despite these observations, the underlying mechanism remains elusive. Here, we optimized the force field parameters of 5-CN-Trp and then used molecular dynamics simulation along with the Markov state model on the SOD128–38 dimer to explore the kinetics of key intermediates in the presence and absence of 5-CN-Trp. Our findings indicate a significantly increased probability of protein aggregate formation in 5CN-Trp-modified ensembles compared to wildtype. Dimeric β-sheets of different natures were observed exclusively in the 5CN-Trp-modified peptides, contrasting with wildtype simulations. Free-energy calculations and detailed analyses of the dimer structure revealed augmented interstrand interactions attributed to 5-CN-Trp, which contributed more to peptide affinity than any other residues. These results explored the key events critical for the early nucleation of amyloid-prone proteins and also shed light on the practice of using noncanonical derivatives to study the aggregation mechanism.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
loulan完成签到,获得积分10
刚刚
orixero应助yyyyy语言采纳,获得10
2秒前
土里刨星星的鱼完成签到,获得积分20
2秒前
Ava应助sun采纳,获得30
4秒前
miss完成签到,获得积分10
5秒前
hu完成签到 ,获得积分10
6秒前
mathmotive完成签到,获得积分10
7秒前
白大褂完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
小马甲应助孙淳采纳,获得10
10秒前
10秒前
科研通AI5应助二二二采纳,获得10
10秒前
赘婿应助尘林采纳,获得10
11秒前
HPP123完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
YYJ25发布了新的文献求助10
15秒前
liyuchen发布了新的文献求助10
15秒前
侦察兵发布了新的文献求助10
15秒前
17秒前
Owen应助TT采纳,获得10
17秒前
kid1912发布了新的文献求助50
17秒前
孙淳发布了新的文献求助10
21秒前
22秒前
22秒前
伯赏诗霜发布了新的文献求助10
22秒前
23秒前
23秒前
程哲瀚完成签到,获得积分10
23秒前
Brennan完成签到,获得积分10
24秒前
25秒前
25秒前
笨笨善若发布了新的文献求助10
26秒前
26秒前
27秒前
樘樘完成签到,获得积分10
27秒前
一个有点长的序完成签到 ,获得积分10
28秒前
孙淳完成签到,获得积分10
29秒前
29秒前
YYJ25发布了新的文献求助10
30秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Ensartinib (Ensacove) for Non-Small Cell Lung Cancer 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Bacterial collagenases and their clinical applications 800
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
Luis Lacasa - Sobre esto y aquello 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3527998
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3108225
关于积分的说明 9288086
捐赠科研通 2805889
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1540195
邀请新用户注册赠送积分活动 716950
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709849