Dissecting the Effect of ALS Mutation G335D on the Early Aggregation of the TDP-43 Amyloidogenic Core Peptide: Helix-to-β-Sheet Transition and Conformational Shift

化学 生物物理学 螺旋(腹足类) 构象集合 二聚体 分子动力学 纤维 突变 蛋白质聚集 人口 构象变化 蛋白质结构 结晶学 立体化学 生物化学 生物 生态学 计算化学 人口学 有机化学 社会学 蜗牛 基因
作者
Fangying Li,Yujie Chen,Yiming Tang,Xianshi Liu,Guanghong Wei
出处
期刊:Journal of Chemical Information and Modeling [American Chemical Society]
卷期号:63 (11): 3579-3590 被引量:5
标识
DOI:10.1021/acs.jcim.3c00513
摘要

The aggregation of TAR DNA-binding protein of 43 kDa (TDP-43) into fibrillary deposits is associated with amyotrophic lateral sclerosis (ALS). The 311-360 fragment of TDP-43 (TDP-43311-360), the amyloidogenic core region, can spontaneously aggregate into fibrils, and the ALS-associated mutation G335D has an enhanced effect on TDP-43311-360 fibrillization. However, the molecular mechanism underlying G335D-enhanced aggregation at atomic level remains largely unknown. By utilizing all-atom molecular dynamics (MD) and replica exchange with solute tempering 2 (REST2) simulations, we investigated influences of G335D on the dimerization (the first step of aggregation) and conformational ensemble of the TDP-43311-360 peptide. Our simulations show that G335D mutation increases inter-peptide interactions, especially inter-peptide hydrogen-bonding interactions in which the mutant site has a relatively large contribution, and enhances the dimerization of TDP-43311-360 peptides. The α-helix regions in the NMR-resolved conformation of the TDP-43311-360 monomer (321-330 and 335-343) play an essential role in the formation of the dimer. G335D mutation induces helix unfolding and promotes α-to-β conversion. G335D mutation alters the conformational distribution of TDP-43311-360 dimers and causes population shift from helix-rich to β-sheet-rich conformations, which facilitates the fibrillization of the TDP-43311-360 peptide. Our MD and REST2 simulation results suggest that the 321-330 region is of paramount importance to α-to-β transition and could be the initiation site for TDP-43311-360 fibrillization. Our work reveals the mechanism underlying the enhanced aggregation propensity of the G335D TDP-43311-360 peptide, which provides atomistic insights into the G335D mutation-caused pathogenicity of TDP-43 protein.
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
留白发布了新的文献求助10
刚刚
zhang005on完成签到,获得积分10
刚刚
英俊的铭应助zhupenghui采纳,获得10
1秒前
2秒前
AAA问题批发商完成签到,获得积分10
2秒前
体贴的鹏煊完成签到,获得积分10
3秒前
Sarah完成签到,获得积分10
3秒前
星星完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
bare完成签到 ,获得积分10
3秒前
LYB完成签到 ,获得积分10
4秒前
yang完成签到,获得积分10
4秒前
涪城的涪完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
lll完成签到,获得积分10
4秒前
怕黑的醉卉完成签到 ,获得积分10
4秒前
Susie大可完成签到,获得积分10
4秒前
昵昵昵昵昵完成签到 ,获得积分10
4秒前
tianj完成签到,获得积分10
4秒前
金刚芭比狲大娘完成签到,获得积分10
4秒前
ASLYJS完成签到,获得积分10
5秒前
潘多拉发布了新的文献求助10
5秒前
genova完成签到,获得积分10
5秒前
Alex完成签到,获得积分0
5秒前
6秒前
八宝粥发布了新的文献求助10
6秒前
再一完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
hhhh完成签到,获得积分10
7秒前
饱满跳跳糖完成签到,获得积分10
7秒前
orixero应助李荣杰采纳,获得10
7秒前
8秒前
8秒前
爱撒娇的西装完成签到,获得积分10
8秒前
Grondwet发布了新的文献求助10
9秒前
onetree完成签到 ,获得积分10
9秒前
yyyyy发布了新的文献求助20
9秒前
10秒前
Metbutterly完成签到,获得积分10
10秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
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 7282725
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8903490
关于积分的说明 18835325
捐赠科研通 6953420
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3207592
关于科研通互助平台的介绍 2377876
邀请新用户注册赠送积分活动 2182798