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The Charge Distribution on a Protein Surface Determines Whether Productive or Futile Encounter Complexes Are Formed

Titelangaben

Di Savino, Antonella ; Förster, Johannes ; Ullmann, G. Matthias ; Ubbink, Marcellus:
The Charge Distribution on a Protein Surface Determines Whether Productive or Futile Encounter Complexes Are Formed.
In: Biochemistry. Bd. 60 (2021) Heft 10 . - S. 747-755.
ISSN 1520-4995
DOI: https://doi.org/10.1021/acs.biochem.1c00021

Angaben zu Projekten

Projekttitel:
Offizieller Projekttitel
Projekt-ID
SFB 1357 Mikroplastik
SFB1357

Projektfinanzierung: Deutsche Forschungsgemeinschaft
ENB Biological Physics

Abstract

Protein complex formation depends strongly on electrostatic interactions. The distribution of charges on the surface of redox proteins is often optimized by evolution to guide recognition and binding. To test the degree to which the electrostatic interactions between cytochrome c peroxidase (CcP) and cytochrome c (Cc) are optimized, we produced five CcP variants, each with a different charge distribution on the surface. Monte Carlo simulations show that the addition of negative charges attracts Cc to the new patches, and the neutralization of the charges in the regular, stereospecific binding site for Cc abolishes the electrostatic interactions in that region entirely. For CcP variants with the charges in the regular binding site intact, additional negative patches slightly enhance productive complex formation, despite disrupting the optimized charge distribution. Removal of the charges in the regular binding site results in a dramatic decrease in the complex formation rate, even in the presence of highly negative patches elsewhere on the surface. We conclude that additional charge patches can result in either productive or futile encounter complexes, depending on whether negative residues are located also in the regular binding site.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Begutachteter Beitrag: Ja
Keywords: Kinetic parameters; Genetics; Ionic strength; Molecular mechanics; Screening assays
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Professur Biochemie V - Theoretische und Computer-gestützte Biochemie
Fakultäten > Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften > Fachgruppe Chemie > Professur Biochemie V - Theoretische und Computer-gestützte Biochemie > Professur Biochemie V - Theoretische und Computer-gestützte Biochemie - Univ.-Prof. Dr. Matthias Ullmann
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Forschungseinrichtungen > Sonderforschungsbereiche, Forschergruppen > SFB 1357 - MIKROPLASTIK
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Graduierteneinrichtungen > Elitenetzwerk Bayern > Biological Physics
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Forschungseinrichtungen
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Graduierteneinrichtungen
Titel an der UBT entstanden: Ja
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 500 Naturwissenschaften
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 570 Biowissenschaften; Biologie
Eingestellt am: 11 Mär 2021 06:39
Letzte Änderung: 13 Jan 2022 07:19
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/63746