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<dcvalue element="contributor" qualifier="author">No,&#x20;Young&#x20;Hyun</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Kim,&#x20;Nam&#x20;Hyeong</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Bae,&#x20;Do&#x20;Hyun</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Wu,&#x20;Yibing</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Kim,&#x20;Suhueon</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Choi,&#x20;Hojae</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Lee,&#x20;Da&#x20;Eun</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Jeong,&#x20;Se&#x20;yun</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Ko,&#x20;Yoon-Joo</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Kim,&#x20;Seong-Gi</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Suh,&#x20;Minah</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Kim,&#x20;Jin-Chul</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">DeGrado,&#x20;William&#x20;F.</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Kim,&#x20;Ki&#x20;Hyun</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Kim,&#x20;Yong&#x20;Ho</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="accessioned">2025-02-28T09:00:32Z</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="available">2025-02-28T09:00:32Z</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="created">2025-02-24</dcvalue>
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<dcvalue element="description" qualifier="abstract">The&#x20;design&#x20;of&#x20;organic？peptide&#x20;hybrids&#x20;has&#x20;the&#x20;potential&#x20;to&#x20;combine&#x20;our&#x20;vast&#x20;knowledge&#x20;of&#x20;protein&#x20;design&#x20;with&#x20;small&#x20;molecule&#x20;engineering&#x20;to&#x20;create&#x20;hybrid&#x20;structures&#x20;with&#x20;complex&#x20;functions.&#x20;Here,&#x20;we&#x20;describe&#x20;the&#x20;computational&#x20;design&#x20;of&#x20;a&#x20;photoswitchable&#x20;Ca2+-binding&#x20;organic？peptide&#x20;hybrid.&#x20;The&#x20;designed&#x20;molecule,&#x20;designated&#x20;Ca2+-binding&#x20;switch&#x20;(CaBS),&#x20;combines&#x20;an&#x20;EF-hand&#x20;motif&#x20;from&#x20;classical&#x20;Ca2+-binding&#x20;proteins&#x20;such&#x20;as&#x20;calmodulin&#x20;with&#x20;a&#x20;photoswitchable&#x20;group&#x20;that&#x20;can&#x20;be&#x20;reversibly&#x20;isomerized&#x20;between&#x20;a&#x20;spiropyran&#x20;(SP)&#x20;and&#x20;merocyanine&#x20;(MC)&#x20;state&#x20;in&#x20;response&#x20;to&#x20;different&#x20;wavelengths&#x20;of&#x20;light.&#x20;The&#x20;MC&#x2F;SP&#x20;group&#x20;acts&#x20;both&#x20;as&#x20;a&#x20;photoswitch&#x20;as&#x20;well&#x20;as&#x20;an&#x20;optical&#x20;sensor&#x20;of&#x20;Ca2+&#x20;binding.&#x20;Photoconversion&#x20;of&#x20;the&#x20;SP&#x20;to&#x20;the&#x20;corresponding&#x20;MC&#x20;unmasks&#x20;an&#x20;acidic&#x20;phenol,&#x20;which&#x20;CaBS&#x20;uses&#x20;as&#x20;an&#x20;integral&#x20;part&#x20;of&#x20;both&#x20;its&#x20;Ca2+-binding&#x20;site&#x20;as&#x20;well&#x20;as&#x20;its&#x20;tertiary&#x20;and&#x20;quaternary&#x20;structure.&#x20;By&#x20;design,&#x20;the&#x20;SP&#x20;state&#x20;of&#x20;CaBS&#x20;is&#x20;monomeric,&#x20;while&#x20;the&#x20;Ca2+-bound&#x20;form&#x20;of&#x20;the&#x20;MC&#x20;state&#x20;is&#x20;an&#x20;obligate&#x20;dimer,&#x20;with&#x20;two&#x20;Ca2+-binding&#x20;sites&#x20;formed&#x20;at&#x20;the&#x20;interface&#x20;of&#x20;a&#x20;domain-swapped&#x20;dimer.&#x20;Thus,&#x20;light&#x20;and&#x20;Ca2+&#x20;were&#x20;expected&#x20;to&#x20;serve&#x20;as&#x20;an&#x20;“AND&#x20;gate”&#x20;that&#x20;powers&#x20;a&#x20;change&#x20;in&#x20;backbone&#x20;structure&#x2F;dynamics,&#x20;oligomerization&#x20;state,&#x20;and&#x20;fluorescence&#x20;properties&#x20;of&#x20;the&#x20;designed&#x20;molecule.&#x20;CaBS&#x20;was&#x20;designed&#x20;using&#x20;Rosetta&#x20;and&#x20;molecular&#x20;dynamics&#x20;simulations,&#x20;and&#x20;experimentally&#x20;characterized&#x20;by&#x20;nuclear&#x20;magnetic&#x20;resonance,&#x20;isothermal&#x20;titration&#x20;calorimetry,&#x20;and&#x20;optical&#x20;titrations.&#x20;These&#x20;data&#x20;illustrate&#x20;the&#x20;potential&#x20;of&#x20;combining&#x20;small&#x20;molecule&#x20;engineering&#x20;with&#x20;de&#x20;novo&#x20;protein&#x20;design&#x20;to&#x20;develop&#x20;sensors&#x20;whose&#x20;conformation,&#x20;association&#x20;state,&#x20;and&#x20;optical&#x20;properties&#x20;respond&#x20;to&#x20;multiple&#x20;environmental&#x20;cues.</dcvalue>
<dcvalue element="language" qualifier="none">English</dcvalue>
<dcvalue element="publisher" qualifier="none">National&#x20;Academy&#x20;of&#x20;Sciences</dcvalue>
<dcvalue element="title" qualifier="none">Design&#x20;of&#x20;a&#x20;light&#x20;and&#x20;Ca2+&#x20;switchable&#x20;organic-peptide&#x20;hybrid</dcvalue>
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<dcvalue element="identifier" qualifier="bibliographicCitation">Proceedings&#x20;of&#x20;the&#x20;National&#x20;Academy&#x20;of&#x20;Sciences&#x20;of&#x20;the&#x20;United&#x20;States&#x20;of&#x20;America,&#x20;v.122,&#x20;no.5</dcvalue>
<dcvalue element="citation" qualifier="title">Proceedings&#x20;of&#x20;the&#x20;National&#x20;Academy&#x20;of&#x20;Sciences&#x20;of&#x20;the&#x20;United&#x20;States&#x20;of&#x20;America</dcvalue>
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