We study the folding process in the shallowly knotted protein MJ0366 within two variants of a structure-based model. We observe that the resulting topological pathways are much richer than identified in previous studies. In addition to the single knot-loop events, we find novel, and dominant, two-loop mechanisms. We demonstrate that folding takes place in a range of temperatures and the conditions of most successful folding are at temperatures which are higher than those required for the fastest folding. We also demonstrate that nascent conditions are more favorable to knotting than off-ribosome folding.
REFERENCES
1.
J. M.
Arsuaga
, S.
Vazquez
, S.
Trigueros
, D. W.
Sumners
, and J.
Roca
, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.
99
, 5373
-5377
(2002
).2.
D.
Marenduzzo
, C.
Micheletti
, and E.
Orlandini
, Phys. World
30
-34
(2013
).3.
C.
Micheletti
, M.
Di Stefano
, and H.
Orland
, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.
112
, 2052
-2057
(2015
).4.
P.
Virnau
, L. A.
Mirny
, and M.
Kardar
, PLoS Comput. Biol.
2
, e122
(2006
).5.
P.
Virnau
, A.
Mallam
, and S.
Jackson
, J. Phys.: Condens. Matter
23
, 033101
(2011
).6.
J. I.
Sułkowska
, E. J.
Rawdon
, K. C.
Millet
, J. N.
Onuchic
, and A.
Stasiak
, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.
109
, E1715
-E1723
(2012
).7.
M.
Jamroz
, W.
Niemyska
, E. J.
Rawdon
, A.
Stasiak
, K. C.
Millet
, P.
Sułkowski
, and J. I.
Sułkowska
, Nucleic Acids Res.
43
, D306
-D314
(2015
).8.
D. M.
Anstrom
, E.
Mey
, J.
Dziubiella
, M.
Rief
, and K. T.
Forest
, Biophys. J.
96
, 1508
-1514
(2009
).9.
J. I.
Sułkowska
, P.
Sułkowski
, P.
Szymczak
, and M.
Cieplak
, Phys. Rev. Lett.
100
, 058106
(2008
).10.
J. I.
Sułkowska
, P.
Sułkowski
, P.
Szymczak
, and M.
Cieplak
, J. Am. Chem. Soc.
132
, 13954
-13956
(2010
).11.
J.
Dziubiella
, Biophys. J.
96
, 831
-839
(2009
).12.
M.
Chwastyk
and M.
Cieplak
, Isr. J. Chem.
54
, 1241
-1249
(2014
).13.
A. L.
Mallam
, S. C.
Onucha
, J. G.
Grossman
, and S. E.
Jackson
, Mol. Cell.
30
, 642
-648
(2008
).14.
N. C. H.
Lim
and S. E.
Jackson
, J. Mol. Biol.
427
, 248
-258
(2015
).15.
A. L.
Mallam
and S. E.
Jackson
, Nat. Chem. Biol.
8
, 147
-153
(2012
).16.
A. L.
Mallam
, J. M.
Rogers
, and S. E.
Jackson
, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.
107
, 8189
-8194
(2010
).17.
K.
Koniaris
and M.
Muthukumar
, Phys. Rev. Lett.
66
, 2211
-2214
(1991
).18.
19.
J. I.
Sułkowska
, P.
Sułkowski
, and J. N.
Onuchic
, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.
106
, 3119
-3124
(2009
).20.
W.
Li
, T.
Terakawa
, W.
Wang
, and S.
Takada
, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.
109
, 17789
-17794
(2012
).21.
M.
Chwastyk
and M.
Cieplak
, “Cotranslational folding of deeply knotted proteins
,” J. Phys.: Condens. Matter
(in press).22.
L. D.
Cabrita
, C. M.
Dobson
, and J.
Christodoulou
, Curr. Opin. Struct. Biol.
20
, 33
-45
(2010
).23.
C. M.
Kaiser
, D. H.
Goldman
, J. D.
Chodera
, I.
Tinoco
, Jr., and C.
Bustamante
, Science
334
, 1723
-1727
(2011
).24.
S.
Melnikov
, A.
Ben-Shem
, N. G.
de Loubresse
, L.
Jenner
, G.
Yusupova
, and M.
Yusupov
, Nat. Struct. Mol. Biol.
19
, 560
-567
(2012
).25.
N. G.
de Loubresse
, I.
Prokhorova
, W.
Holtkamp
, M. V.
Rodnina
, G.
Yusupova
, and M.
Yusupov
, Nature
513
, 517
-522
(2014
).26.
J. D.
Puglisi
, Science
348
, 399
-400
(2015
).27.
S. a
Beccara
, T.
Skrbic
, R.
Covino
, C.
Micheletti
, and P.
Faccioli
, PLoS Comput. Biol.
9
, e1003002
(2013
).28.
J. K.
Noel
, J. N.
Onuchci
, and J. I.
Sułkowska
, Phys. Chem. Lett.
4
, 3570
-3573
(2013
).29.
J. I.
Sułkowska
and M.
Cieplak
, J. Phys.: Condens. Matter
19
, 283201
(2007
).30.
J. I.
Sułkowska
and M.
Cieplak
, Biophys. J.
95
, 3174
-3191
(2008
).31.
M.
Sikora
, J. I.
Sułkowska
, and M.
Cieplak
, PLoS Comput. Biol.
5
, e1000547
(2009
).32.
N.
Go
, Annu. Rev. Biophys. Bioeng.
12
, 183
-210
(1983
).33.
J.
Tsai
, R.
Taylor
, C.
Chothia
, and M.
Gerstein
, J. Mol. Biol.
290
, 253
-266
(1999
).34.
C.
Clementi
, H.
Nymeyer
, and J. N.
Onuchic
, J. Mol. Biol.
298
, 937
-953
(2000
).35.
M.
Cieplak
and T. X.
Hoang
, Biophys. J.
84
, 475
-488
(2003
).36.
N. D.
Socci
and J. N.
Onuchic
, J. Chem. Phys.
101
, 1519
-1528
(1994
).37.
M.
Cieplak
and J. R.
Banavar
, Phys. Rev. E.
88
, 040702(R)
(2013
).38.
V.
Sobolev
, A.
Sorokine
, J.
Prilusky
, E. E.
Abola
, and M.
Edelman
, Bioinformatics
15
, 327
-332
(1999
).39.
A. H.
Elcock
, PLoS Comput. Biol.
2
, e98
(2006
).© 2015 AIP Publishing LLC.
2015
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.