清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Exploring binding and allosteric energy landscapes for the KRAS interactions with effector proteins using Markov state modeling of conformational ensembles and allosteric network modeling

变构调节 效应器 计算生物学 马尔可夫链 变构酶 能源景观 能量(信号处理) 国家(计算机科学) 化学 计算机科学 生物物理学 生物 物理 生物化学 机器学习 算法 量子力学
作者
Sian Xiao,Mohammed Merae Alshahrani,Guang Hu,Peng Tao,Gennady M. Verkhivker
出处
期刊:Protein Science [Wiley]
卷期号:34 (8): e70228-e70228 被引量:9
标识
DOI:10.1002/pro.70228
摘要

Kirsten rat sarcoma viral oncogene homolog (KRAS) is a pivotal oncoprotein that regulates cell proliferation and survival through interactions with downstream effectors such as RAF1. Despite significant advances, the dynamic and energetic mechanisms of KRAS allostery by which oncogenic mutations can modulate KRAS-RAF1 signaling remain poorly understood. In this study, we employ microsecond molecular dynamics simulations, mutational scanning, and binding free energy calculations together with dynamic network modeling to elucidate the effect of KRAS G12V, G13D, and Q61R mutations and characterize the thermodynamic drivers and hotspots of KRAS binding and allostery. We found that these mutations stabilize the active state and enhance RAF1 binding by differentially modulating the flexibility of switch regions. The G12V mutation rigidifies both switch I and switch II, locking KRAS in a stable active state. In contrast, the G13D mutation moderately reduces switch I flexibility, while the Q61R mutation induces a more dynamic conformational landscape. Mutational scanning and binding free energy analysis of KRAS-RAF1 complexes identified key binding affinity hotspots that leverage synergistic electrostatic and hydrophobic binding interactions in stabilizing the KRAS-RAF1 interfaces. Dynamic network analysis identifies critical allosteric centers and a conserved allosteric architecture that mediate long-range interactions in the KRAS-RAF1 complexes and enable precision modulation of KRAS dynamics in oncogenic contexts. The predictions accurately reproduced the experimental data on KRAS allostery and provided a detailed map of allosteric communications mediated by the central β-sheet region of KRAS that connects the binding interface hotspots with allosteric hubs transmitting functional conformational changes. Together, these findings advance our understanding of mechanisms underlying allosteric regulation of KRAS binding and underscore the importance of targeting mutant-specific conformations for therapeutic interventions.
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
jyy发布了新的文献求助30
5秒前
自然亦凝完成签到,获得积分10
16秒前
18秒前
lili应助科研通管家采纳,获得30
20秒前
廖道罡完成签到,获得积分10
21秒前
金鱼完成签到 ,获得积分10
23秒前
温柔山槐完成签到 ,获得积分10
24秒前
ZhongFei发布了新的文献求助10
25秒前
DHW1703701完成签到,获得积分0
30秒前
李健的小迷弟应助ZhongFei采纳,获得10
33秒前
时尚的访琴完成签到 ,获得积分10
48秒前
风趣的香岚完成签到,获得积分10
56秒前
舒适的采波完成签到 ,获得积分10
1分钟前
jiaojiao完成签到 ,获得积分10
1分钟前
cqk123应助Lny采纳,获得10
1分钟前
MM完成签到 ,获得积分10
1分钟前
小巧惜蕊完成签到,获得积分10
1分钟前
Andy完成签到 ,获得积分10
1分钟前
幸福的疾完成签到,获得积分10
2分钟前
含糊的铃铛完成签到 ,获得积分10
2分钟前
林海完成签到 ,获得积分10
2分钟前
Ray完成签到 ,获得积分10
2分钟前
JamesPei应助梦罪者采纳,获得10
2分钟前
蚂蚁飞飞完成签到,获得积分10
2分钟前
瘦瘦的如冰完成签到,获得积分10
2分钟前
cat应助Pami采纳,获得10
2分钟前
阿俊1212完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
梦罪者发布了新的文献求助10
2分钟前
Karl完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
cat应助jyy采纳,获得30
2分钟前
净心完成签到,获得积分10
3分钟前
赘婿应助爱听歌的青筠采纳,获得10
3分钟前
积极的鬼神完成签到 ,获得积分10
3分钟前
Lny发布了新的文献求助20
3分钟前
锂电说完成签到 ,获得积分10
3分钟前
3分钟前
追寻便当完成签到,获得积分10
3分钟前
3分钟前
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
An Introduction to Foreign Language Learning and Teaching 750
China Pluperfect I: Epistemology of Past and Outside in Chinese Art 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Les chinois de jakarta: temples et vie collective 500
Governing Growth: Us Industrial Policy from Hamilton to Trump 500
The fast track to determining transfer functions of linear circuits: The student guide 500
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 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7627175
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9201730
关于积分的说明 19728128
捐赠科研通 7197261
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3273838
关于科研通互助平台的介绍 2436127
邀请新用户注册赠送积分活动 2269907