Prediction of Fluorophore Brightness in Designed Mini Fluorescence Activating Proteins

发色团 荧光团 亮度 激发态 能源景观 折叠(DSP实现) 分子动力学 化学物理 基态 荧光 化学 蛋白质折叠 合理设计 蛋白质设计 蛋白质结构 生物系统 材料科学 物理 纳米技术 计算化学 光化学 原子物理学 光学 生物 工程类 电气工程 生物化学
作者
Emma R. Hostetter,Jeffrey R. Keyes,Ivy Poon,Justin P. Nguyen,Jacob Nite,NULL AUTHOR_ID,Carlos A. Jiménez Hoyos,Colin A. Smith
出处
期刊:Journal of Chemical Theory and Computation [American Chemical Society]
卷期号:18 (5): 3190-3203
标识
DOI:10.1021/acs.jctc.1c00748
摘要

The de novo computational design of proteins with predefined three-dimensional structure is becoming much more routine due to advancements both in force fields and algorithms. However, creating designs with functions beyond folding is more challenging. In that regard, the recent design of small beta barrel proteins that activate the fluorescence of an exogenous small molecule chromophore (DFHBI) is noteworthy. These proteins, termed mini fluorescence activating proteins (mFAPs), have been shown to increase the brightness of the chromophore more than 100-fold upon binding to the designed ligand pocket. The design process created a large library of variants with different brightness levels but gave no rational explanation for why one variant was brighter than another. Here, we use quantum mechanics and molecular dynamics simulations to investigate how molecular flexibility in the ground and excited states influences brightness. We show that the ability of the protein to resist dihedral angle rotation of the chromophore is critical for predicting brightness. Our simulations suggest that the mFAP/DFHBI complex has a rough energy landscape, requiring extensive ground-state sampling to achieve converged predictions of excited-state kinetics. While computationally demanding, this roughness suggests that mFAP protein function can be enhanced by reshaping the energy landscape toward conformations that better resist DFHBI bond rotation.

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
一路向北发布了新的文献求助10
1秒前
稳重的寻梅完成签到,获得积分10
2秒前
麻薯麻薯发布了新的文献求助10
2秒前
阿绿啊发布了新的文献求助10
2秒前
毅梦发布了新的文献求助10
2秒前
wangzichen发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
5秒前
王彦林应助赶紧毕业采纳,获得10
5秒前
orixero应助one采纳,获得10
5秒前
青梧衔云发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
6秒前
包容扬发布了新的文献求助10
7秒前
科研通AI6.3应助yyyyyy采纳,获得10
8秒前
科研通AI6.3应助hahaha采纳,获得10
8秒前
Minlei完成签到,获得积分20
9秒前
10秒前
wxtlzzdp发布了新的文献求助10
10秒前
外向铃铛完成签到,获得积分20
10秒前
一目完成签到,获得积分10
11秒前
woshiwuziq应助Adrenaline采纳,获得20
11秒前
11秒前
研友_n0DdPn发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
13秒前
13秒前
zmm完成签到 ,获得积分10
13秒前
善学以致用应助青梧衔云采纳,获得10
13秒前
14秒前
CipherSage应助晨风采纳,获得10
14秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
14秒前
LeeFY完成签到,获得积分10
15秒前
上官若男应助汪宇采纳,获得10
16秒前
今后应助毅梦采纳,获得10
16秒前
kang完成签到,获得积分10
17秒前
wen发布了新的文献求助10
17秒前
单调的蜜蜂完成签到,获得积分10
18秒前
one发布了新的文献求助10
18秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Research Methods for Business: A Skill Building Approach, 9th Edition 500
Social Work and Social Welfare: An Invitation(7th Edition) 410
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6047886
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7828614
关于积分的说明 16257915
捐赠科研通 5193301
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2778847
邀请新用户注册赠送积分活动 1762077
关于科研通互助平台的介绍 1644438