Allostery in Its Many Disguises: From Theory to Applications
2 University of Leeds
3 UNC-Chapel Hill - Université de Caroline du Nord à Chapel Hill = University of North Carolina [Chapel Hill]
4 NUS - National University of Singapore
5 Weizmann Institute of Science [Rehovot, Israël]
6 JHU - Johns Hopkins University [Baltimore]
7 PITT - University of Pittsburgh
8 IGBMC - Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire
9 Institut de Chimie de Strasbourg
10 IP - Institut Pasteur [Paris]
11 CdF (institution) - Collège de France
12 UvA - Universiteit van Amsterdam = University of Amsterdam
13 Physics Department and INFN
14 EPFL - Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne
15 UC Santa Barbara - University of California [Santa Barbara]
16 UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul [Porto Alegre – Brasil] = Federal University of Rio Grande do Sul [Porto Alegre – Brazil]
17 Sanofi Aventis R&D [Chilly-Mazarin]
18 LC - Laboratoire de Chimie - UMR5182
19 UC Riverside - University of California [Riverside]
20 Molecular and Cellular Modeling Group
21 Cancer and Inflammation Program, Leidos Biomedical Research Inc., Frederick National Laboratory
22 SBU - Stony Brook University [SUNY]
23 University of York [York, UK]
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Résumé
Allosteric regulation plays an important role in many biological processes, such as signal transduction, transcriptional regulation, and metabolism. Allostery is rooted in the fundamental physical properties of macromolecular systems, but its underlying mechanisms are still poorly understood. A collection of contributions to a recent interdisciplinary CECAM (Center Européen de Calcul Atomique et Moléculaire) workshop is used here to provide an overview of the progress and remaining limitations in the understanding of the mechanistic foundations of allostery gained from computational and experimental analyses of real protein systems and model systems. The main conceptual frameworks instrumental in driving the field are discussed. We illustrate the role of these frameworks in illuminating molecular mechanisms and explaining cellular processes, and describe some of their promising practical applications in engineering molecular sensors and informing drug design efforts.