Изучение динамики белка в миллисекундах на основе того, что отсутствует в спектрах ЯМР скачать в хорошем качестве

Изучение динамики белка в миллисекундах на основе того, что отсутствует в спектрах ЯМР

Биологические функции многих белков зависят от взаимопревращений между несколькими конформациями, происходящими в микро- и миллисекундных (мкс-мс) временных масштабах. Отсутствие стандартизированных, крупномасштабных экспериментальных данных препятствовало получению более предсказательного понимания этих движений. После курирования 100 наборов данных релаксации ядерного магнитного резонанса (ЯМР), мы поняли, что наблюдаемое для движения мкс-мс скрывается на виду. Миллисекундные движения могут приводить к уширению сигналов ЯМР за пределы обнаружения, в результате чего некоторые остатки не идентифицируются в наборах данных химических сдвигов примерно 10 000 белков, депонированных в Банке данных биологического магнитного резонанса (BMRB). Мы сделали смелое предположение, что пропущенные назначения остатков уширяются обменом из-за движений мкс-мс, и обучили различные модели глубокого обучения предсказывать пропущенные назначения в качестве маркеров такой динамики. Поразительно, что эти модели также предсказывают движение мкс-мс, напрямую измеряемое в экспериментах по релаксации ЯМР. Лучшая из этих моделей, которую мы назвали Dyna-1, использует промежуточный уровень мультимодальной языковой модели ESM-3. Примечательно, что динамика, непосредственно связанная с биологической функцией, включая ферментативный катализ и связывание лигандов, особенно хорошо предсказывается Dyna-1, что согласуется с нашими выводами о высокой консервативности остатков с микросекундными (мкс)-мс-секундными (мс) движениями. Мы ожидаем, что представленные здесь наборы данных и модели сыграют революционную роль в открытии общего языка динамики и функции.