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Collecting Variable-concentration Isothermal Titration Calorimetry Datasets in Order to Determine Binding Mechanisms

Isothermal titration calorimetry (ITC) is commonly used to determine the thermodynamic parameters associated with the binding of a ligand to a host ...

McGill University

&#x9610;&#x660E;&#x7531;&#x56FD;&#x8D38;&#x4E2D;&#x5FC3;&#x53D8;&#x91CF; c &#x86CB;&#x767D;&#x5177;&#x6709;&#x7EA6;&#x675F;&#x529B;&#x7684;&#x673A;&#x5236;&#x3002;

Elucidating protein binding mechanisms by variable-c ITC.

&#xC9;lucider les m&#xE9;canismes par Binding Protein-variable c ITC

Die Protein-Bindungsmechanismen von Variable-c ITC.

Chiarire i meccanismi di associazione di proteine da ITC variabile-c.

&#x53EF;&#x5909;C ITC&#x306B;&#x3088;&#x308B;&#x30BF;&#x30F3;&#x30D1;&#x30AF;&#x8CEA;&#x7D50;&#x5408;&#x6A5F;&#x69CB;&#x306E;&#x89E3;&#x660E;

&#xBCC0;&#xC218; c ITC&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8; &#xBC14;&#xC778;&#xB529; &#xBA54;&#xCEE4;&#xB2C8;&#xC998; elucidating.

Elucidar los mecanismos de fijaci&#xF3;n con prote&#xED;nas por la variable c CCI

Allostery &#x5DF2;&#x88AB;&#x7814;&#x7A76;&#x4E86;&#x51E0;&#x5341;&#x5E74;&#xFF0C;&#x4F46;&#x5B83;&#x4ECD;&#x7136;&#x5F88;&#x5177;&#x6311;&#x6218;&#x6027;&#xFF0C;&#x8981;&#x901A;&#x8FC7;&#x5B9E;&#x9A8C;&#x786E;&#x5B9A;&#x5982;&#x4F55;&#x5B83;&#x53D1;&#x751F;&#x5728;&#x5206;&#x5B50;&#x7684;&#x6C34;&#x5E73;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x5236;&#x5B9A;&#x4E86;&#x7B49;&#x6E29;&#x6EF4;&#x5B9A;&#x91CF;&#x70ED;&#x3001; &#x5706;&#x4E8C;&#x8272;&#x6027;&#x4E0E;&#x6838;&#x78C1;&#x5171;&#x632F;&#x6CE2;&#x8C31;&#x91CF;&#x5316; allostery &#x86CB;&#x767D;&#x70ED;&#x529B;&#x5B66;&#x3001; &#x7ED3;&#x6784;&#x548C;&#x52A8;&#x6001;&#x76F8;&#x7ED3;&#x5408;&#x7684;&#x529E;&#x6CD5;&#x3002;&#x8FD9;&#x79CD;&#x7B56;&#x7565;&#x88AB;&#x5E94;&#x7528;&#x7814;&#x7A76;&#x6C28;&#x57FA;&#x7CD6;&#x82F7;&#x7C7B; N-(6&#39;)-&#x4E59;&#x9170;&#x57FA;&#x8F6C;&#x79FB;&#x9176;-Ii &#x548C;&#x5176;&#x57FA;&#x677F;&#xFF0C;&#x4E59;&#x9170;&#x8F85;&#x9176; A.&#x4E4B;&#x4E00;&#x4E4B;&#x95F4;&#x7684;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x5B83;&#x88AB;&#x53D1;&#x73B0;&#x7684;&#x83B7;&#x5F97;&#x6027; allostery homodimeric &#x9176;&#x7684;&#x8FD9;&#x4E24;&#x4E2A;&#x6D3B;&#x52A8;&#x7AD9;&#x70B9;&#x4E4B;&#x95F4;&#x8C03;&#x5236;&#x7684;&#x53CD;&#x5BF9;&#x673A;&#x5236;&#x3002;&#x4E00;&#x4E2A;&#x9075;&#x5FAA;&#x53E4;&#x5178;&#x7684; Koshland-N&eacute;methy-&#x6210;&#x819C;&#x5242; &#xFF08;KNF&#xFF09; &#x8303;&#x5F0F;&#xFF0C;&#x800C;&#x5176;&#x4ED6;&#x9075;&#x5FAA;&#x6700;&#x8FD1;&#x62DF;&#x8BAE;&#x7684;&#x673A;&#x5236;&#x4E2D;&#x54EA;&#x4E9B;&#x90E8;&#x5206;&#x5C55;&#x5F00;&#x4E9A;&#x57FA;&#x4E0E;&#x8026;&#x5408;&#x5728;&#x4E00;&#x8D77;&#x914D;&#x4F53;&#x7ED3;&#x5408;&#x3002;&#x6298;&#x53E0;&#x3001; &#x7EA6;&#x675F;&#x529B;&#x548C;&#x6784;&#x8C61;&#x53D8;&#x5316;&#x4E4B;&#x95F4;&#x7ADE;&#x4E89;&#x8868;&#x793A;&#x6CBB;&#x7406;&#x7CBE;&#x529B;&#x5145;&#x6C9B;&#x7ED1;&#x5B9A;&#x7AD9;&#x70B9;&#x4E4B;&#x95F4;&#x7684;&#x901A;&#x4FE1;&#x7684;&#x65B0;&#x9014;&#x5F84;&#x3002;

&#x7ADE;&#x4E89;&#x53D8;&#x6784;&#x673A;&#x5236;&#x8C03;&#x8282;&#x886C;&#x5E95;&#x4E8C;&#x805A;&#x9176;&#x4E2D;&#x7684;&#x7ED1;&#x5B9A;&#x3002;

Allostery has been studied for many decades, yet it remains challenging to determine experimentally how it occurs at a molecular level. We have developed an approach combining isothermal titration calorimetry, circular dichroism and nuclear magnetic resonance spectroscopy to quantify allostery in terms of protein thermodynamics, structure and dynamics. This strategy was applied to study the interaction between aminoglycoside N-(6')-acetyltransferase-Ii and one of its substrates, acetyl coenzyme A. It was found that homotropic allostery between the two active sites of the homodimeric enzyme is modulated by opposing mechanisms. One follows a classical Koshland-NÃ©methy-Filmer (KNF) paradigm, whereas the other follows a recently proposed mechanism in which partial unfolding of the subunits is coupled to ligand binding. Competition between folding, binding and conformational changes represents a new way to govern energetic communication between binding sites.

Competing allosteric mechanisms modulate substrate binding in a dimeric enzyme.

Allost&#xE9;rie a &#xE9;t&#xE9; &#xE9;tudi&#xE9; pendant de nombreuses d&#xE9;cennies, mais il reste difficile de d&#xE9;terminer exp&#xE9;rimentalement comment cela se passe au niveau mol&#xE9;culaire. Nous avons d&#xE9;velopp&#xE9; une approche combinant la calorim&#xE9;trie de titration isotherme, dichro&#xEF;sme circulaire et spectroscopie par r&#xE9;sonance magn&#xE9;tique nucl&#xE9;aire de quantifier allost&#xE9;rie en termes de thermodynamique de prot&#xE9;ines, la structure et la dynamique. Cette strat&#xE9;gie a &#xE9;t&#xE9; appliqu&#xE9;e pour &#xE9;tudier l&#x26;#39;interaction entre les aminosides N-(6 &#x26;#39;)-ac&#xE9;tyltransf&#xE9;rase-II et un de ses substrats, l&#x26;#39;ac&#xE9;tyl-coenzyme A. Il a &#xE9;t&#xE9; constat&#xE9; que allost&#xE9;rie homotropes entre les deux sites actifs de l&#x26;#39;enzyme homodim&#xE8;re est modul&#xE9;e en s&#x26;#39;opposant &#xE0; des m&#xE9;canismes . On suit une classique Koshland-N&#xE9;methy-Filmer (KNF) paradigme, tandis que l&#x26;#39;autre suit un m&#xE9;canisme r&#xE9;cemment propos&#xE9; dans lequel partielle d&#xE9;roulement des sous-unit&#xE9;s est coupl&#xE9;e &#xE0; la liaison du ligand. La concurrence entre les pliants, des changements de conformation de liaison et repr&#xE9;sente une nouvelle fa&#xE7;on de gouverner de communication &#xE9;nergique entre les sites de liaison.

Concurrentes m&#xE9;canismes allost&#xE9;riques Moduler la liaison au substrat dans une enzyme dim&#xE9;rique

Allostery seit vielen Jahrzehnten untersucht worden, doch es bleibt schwierig, experimentell zu bestimmen, wie es auf molekularer Ebene auftritt. Wir haben einen Ansatz, bei dem Isothermischer Titrierung Kalorimetrie, Circulardichroismus und KERNRESONANZSPEKTROSKOPIE zur Quantifizierung von Allostery im Hinblick auf die Protein-Thermodynamik, Struktur und Dynamik entwickelt. Diese Strategie wurde angewendet, um die Interaktion zwischen Aminoglykoside N-(6&#39;)-Acetyltransferase-Ii und einer der seine Substrate, Acetyl-Coenzym a. studieren Es wurde festgestellt, dass Homotropic Allostery zwischen den zwei aktiven Zentren des Enzyms Homodimeric wird durch die Ablehnung Mechanismen moduliert. Eine klassische Koshland-N&eacute;methy-Filmer (KNF) Paradigma folgt, w&auml;hrend der anderen folgt einen vor kurzem vorgeschlagenen Mechanismus in die partielle Entfaltung der Untereinheiten ist gekoppelt Ligand Binding. Wettbewerb zwischen den Falzen, binden und Konformationsver&auml;nderungen stellt eine neue M&ouml;glichkeit, energetische Kommunikation zwischen Bindungsstellen zu regieren.

Konkurrierende allosterische Mechanismen modulieren Substrat Bindung in einer dimeren Enzym.

Allosteria &egrave; stato studiato per molti decenni, ma resta difficile da determinare sperimentalmente come si verifica a livello molecolare. Abbiamo sviluppato un approccio che unisce la calorimetria isotermica di titolazione, Dicroismo circolare e spettroscopia di risonanza magnetica nucleare per quantificare allosteria in termini di termodinamica di proteine, la struttura e la dinamica. Questa strategia &egrave; stata applicata per studiare l&#39;interazione tra aminoglicoside N-(6&#39;)-acetiltransferasi-Ii e uno dei suoi substrati, acetil coenzima a. Si &egrave; constatato che homotropic allosteria tra i due siti attivi dell&#39;enzima ereditaria &egrave; modulato da meccanismi di opporsi. Uno segue un paradigma classico di Koshland-N&eacute;methy-Filmer (KNF), mentre l&#39;altro segue un meccanismo recentemente proposto in cui spiegamento parziale delle subunit&agrave; &egrave; accoppiato al grippaggio del ligand. Concorrenza tra pieghevoli, vincolanti e cambiamenti conformazionali rappresenta un nuovo modo di governare la comunicazione energetica tra i siti di legame.

Concorrenti allosteric meccanismi modulano associazione substrato di un enzima dimerica.

&#x30A2;&#x30ED;&#x30B9;&#x30C6;&#x30EA;&#x30C3;&#x30AF;&#x306F;&#x3001;&#x4F55;&#x5341;&#x5E74;&#x3082;&#x7814;&#x7A76;&#x3057;&#x3001;&#x307E;&#x3060;&#x305D;&#x308C;&#x304C;&#x5206;&#x5B50;&#x30EC;&#x30D9;&#x30EB;&#x3067;&#x3069;&#x306E;&#x3088;&#x3046;&#x306B;&#x8D77;&#x3053;&#x308B;&#x304B;&#x3092;&#x5B9F;&#x9A13;&#x7684;&#x306B;&#x6C7A;&#x5B9A;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x4F9D;&#x7136;&#x3068;&#x3057;&#x3066;&#x53B3;&#x3057;&#x3044;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x6211;&#x3005;&#x306F;&#x7B49;&#x6E29;&#x6EF4;&#x5B9A;&#x71B1;&#x91CF;&#x6E2C;&#x5B9A;&#x6CD5;&#x3001;&#x5186;&#x504F;&#x5149;&#x4E8C;&#x8272;&#x6027;&#x3068;&#x86CB;&#x767D;&#x8CEA;&#x306E;&#x71B1;&#x529B;&#x5B66;&#x3001;&#x69CB;&#x9020;&#x529B;&#x5B66;&#x306E;&#x89B3;&#x70B9;&#x304B;&#x3089;&#x30A2;&#x30ED;&#x30B9;&#x30C6;&#x30EA;&#x30C3;&#x30AF;&#x52B9;&#x679C;&#x3092;&#x5B9A;&#x91CF;&#x5316;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x6838;&#x78C1;&#x6C17;&#x5171;&#x9CF4;&#x5206;&#x5149;&#x6CD5;&#x3092;&#x7D44;&#x307F;&#x5408;&#x308F;&#x305B;&#x305F;&#x30A2;&#x30D7;&#x30ED;&#x30FC;&#x30C1;&#x3092;&#x958B;&#x767A;&#x3057;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x6226;&#x7565;&#x306F;&#x3001;&#x305D;&#x308C;&#x306F;&#x30DB;&#x30E2;&#x4E8C;&#x91CF;&#x4F53;&#x9175;&#x7D20;&#x306E;&#x6D3B;&#x6027;&#x90E8;&#x4F4D;&#x306E;&#x9593;&#x306B;&#x30DB;&#x30E2;&#x30C8;&#x30ED;&#x30D4;&#x30C3;&#x30AF;&#x30A2;&#x30ED;&#x30B9;&#x30C6;&#x30EA;&#x30C3;&#x30AF;&#x52B9;&#x679C;&#x306F;&#x3001;&#x30E1;&#x30AB;&#x30CB;&#x30BA;&#x30E0;&#x306B;&#x53CD;&#x5BFE;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x5909;&#x8ABF;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x5224;&#x660E;&#x3057;&#x305F;&#x30A2;&#x30DF;&#x30CE;&#x30B0;&#x30EA;&#x30B3;&#x30B7;&#x30C9;N-&#xFF08;6 &#x26;#39;&#xFF09;-&#x30A2;&#x30BB;&#x30C1;&#x30EB;&#x30C8;&#x30E9;&#x30F3;&#x30B9;&#x30D5;&#x30A7;&#x30E9;&#x30FC;&#x30BC;-II&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x305D;&#x306E;&#x57FA;&#x8CEA;&#x306E;&#x4E00;&#x3064;&#x3001;&#x30A2;&#x30BB;&#x30C1;&#x30EB;&#x30B3;&#x30A8;&#x30F3;&#x30B6;&#x30A4;&#x30E0;A&#x3068;&#x306E;&#x9593;&#x306E;&#x76F8;&#x4E92;&#x4F5C;&#x7528;&#x3092;&#x7814;&#x7A76;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x9069;&#x7528;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x3002;&#x4ED6;&#x306E;&#x30B5;&#x30D6;&#x30E6;&#x30CB;&#x30C3;&#x30C8;&#x306E;&#x5C55;&#x958B;&#x90E8;&#x5206;&#x304C;&#x30EA;&#x30AC;&#x30F3;&#x30C9;&#x7D50;&#x5408;&#x306B;&#x7D50;&#x5408;&#x3055;&#x308C;&#x3001;&#x6700;&#x8FD1;&#x63D0;&#x6848;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x30E1;&#x30AB;&#x30CB;&#x30BA;&#x30E0;&#x306B;&#x5F93;&#x3046;&#x306E;&#x306B;&#x5BFE;&#x3057;&#x3001;&#x4E00;&#x3064;&#x306F;&#x3001;&#x53E4;&#x5178;&#x7684;&#x306A;Koshland-N&#xE9;methy&#xB7;&#x30D5;&#x30A3;&#x30EB;&#x30DE;&#x30FC;&#xFF08;KNF&#xFF09;&#x30D1;&#x30E9;&#x30C0;&#x30A4;&#x30E0;&#x306B;&#x5F93;&#x3063;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x6298;&#x308A;&#x7573;&#x307F;&#x3001;&#x30D0;&#x30A4;&#x30F3;&#x30C7;&#x30A3;&#x30F3;&#x30B0;&#x3001;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x30B3;&#x30F3;&#x30D5;&#x30A9;&#x30E1;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x5909;&#x5316;&#x3068;&#x306E;&#x9593;&#x306E;&#x7AF6;&#x4E89;&#x306F;&#x3001;&#x7D50;&#x5408;&#x90E8;&#x4F4D;&#x306E;&#x9593;&#x306B;&#x7CBE;&#x529B;&#x7684;&#x306A;&#x901A;&#x4FE1;&#x3092;&#x7BA1;&#x7406;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x65B0;&#x3057;&#x3044;&#x65B9;&#x6CD5;&#x3092;&#x8868;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#x7AF6;&#x5408;&#x3059;&#x308B;&#x30A2;&#x30ED;&#x30B9;&#x30C6;&#x30EA;&#x30C3;&#x30AF;&#x6A5F;&#x69CB;&#x306F;&#x4E8C;&#x91CF;&#x4F53;&#x9175;&#x7D20;&#x3067;&#x57FA;&#x8CEA;&#x7D50;&#x5408;&#x3092;&#x5909;&#x8ABF;

&#xB9CE;&#xC740; &#xC218;&#xC2ED; &#xB144; &#xB3D9;&#xC548; allostery&#xB97C; &#xACF5;&#xBD80; &#xC544;&#xC9C1; &#xC2E4;&#xD5D8;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xBD84;&#xC790; &#xC218;&#xC900;&#xC5D0;&#xC11C; &#xBC1C;&#xC0DD; &#xD558;&#xB294; &#xBC29;&#xBC95;&#xC744; &#xACB0;&#xC815; &#xD558;&#xB294; &#xB3C4;&#xC804; &#xB0A8;&#xC544; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xB4F1;&#xC628; &#xC801;&#xC815; &#xC5F4; &#xB7C9;, &#xC6D0;&#xD615; &#x9EC4; allostery &#xB2E8;&#xBC31;&#xC9C8;&#xC758; &#xC5F4;&#xC5ED;&#xD559;, &#xAD6C;&#xC870; &#xBC0F; &#xC5ED;&#xD559; &#xACC4;&#xB7C9; &#xD575; &#xC790;&#xAE30; &#xACF5;&#xBA85; &#xBD84;&#xAD11;&#xD559;&#xC744; &#xACB0;&#xD569; &#xD55C; &#xC811;&#xADFC; &#xBC29;&#xC2DD;&#xC744; &#xAC1C;&#xBC1C; &#xD588;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. Aminoglycoside N 2 &#xC138;-(6&#39;)-acetyltransferase-&#xD558;&#xB098;&#xB294; &#xAE30;&#xD310;, &#xC544; &#xC138; &#xD2F8; &#xCF54;&#xC5D4;&#xC790;&#xC784; A. &#xC0C1;&#xD638;&#xC791;&#xC6A9; &#xC5F0;&#xAD6C;&#xC5D0; &#xC801;&#xC6A9; &#xD55C;&#xC774; &#xC804;&#xB7B5; &#xADF8; homotropic &#xBC1C;&#xACAC; allostery homodimeric &#xD6A8;&#xC18C;&#xC758; &#xB450; &#xD65C;&#xC131; &#xC0AC;&#xC774;&#xD2B8;&#xB294; &#xBC18;&#xB300; &#xD558;&#xB294; &#xBA54;&#xCEE4;&#xB2C8;&#xC998;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xBCC0;&#xC870;. &#xD558;&#xB098; &#xD074;&#xB798;&#xC2DD; Koshland-N&eacute;methy-Filmer (KNF) &#xD328;&#xB7EC;&#xB2E4;&#xC784;&#xC744; &#xB530;&#xB985;&#xB2C8;&#xB2E4;, &#xADF8;&#xB9AC;&#xACE0; &#xBC18;&#xBA74; &#xB2E4;&#xB978; &#xCD5C;&#xADFC;&#xC5D0; &#xC81C;&#xC548; &#xB41C; &#xBA54;&#xCEE4;&#xB2C8;&#xC998;&#xC744; &#xB530;&#xB978;&#xB2E4;&#xB294; subunits&#xC758; &#xC5B4;&#xB5A4; &#xBD80;&#xBD84; &#xC804;&#xAC1C;&#xC5D0; &#xACB0;&#xD569; &#xB9AC;&#xAC04;&#xB4DC; &#xBC14;&#xC778;&#xB529;&#xC5D0;. &#xC811;&#xB294;, &#xBC14;&#xC778;&#xB529; &#xBC0F; &#xAD6C;&#xC870;&#xC801; &#xBCC0;&#xD654; &#xC0AC;&#xC774;&#xC758; &#xACBD;&#xC7C1; &#xBC14;&#xC778;&#xB529; &#xC0AC;&#xC774;&#xD2B8; &#xAC04;&#xC758; &#xC5D0;&#xB108;&#xC9C0; &#xD1B5;&#xC2E0;&#xC744; &#xC81C;&#xC5B4; &#xD558;&#xB294; &#xC0C8;&#xB85C;&#xC6B4; &#xBC29;&#xBC95;&#xC744; &#xB098;&#xD0C0;&#xB0C5;&#xB2C8;&#xB2E4;.

&#xACBD;&#xC7C1; allosteric &#xBA54;&#xCEE4;&#xB2C8;&#xC998; &#xBCC0;&#xC870; dimeric &#xD6A8;&#xC18C;&#xC5D0; &#xAE30;&#xD310; &#xBC14;&#xC778;&#xB529;.

Allostery ha sido estudiado por muchas d&#xE9;cadas, sin embargo, sigue siendo dif&#xED;cil de determinar experimentalmente la forma en que se produce a nivel molecular. Hemos desarrollado un enfoque que combine calorimetr&#xED;a de titulaci&#xF3;n isot&#xE9;rmica, dicro&#xED;smo circular y espectroscopia de resonancia magn&#xE9;tica nuclear para cuantificar allostery en t&#xE9;rminos de la termodin&#xE1;mica de prote&#xED;nas, estructura y din&#xE1;mica. Esta estrategia se aplic&#xF3; a estudiar la interacci&#xF3;n entre aminogluc&#xF3;sido N-(6 &#x26;#39;)-acetiltransferasa-II y una de sus sustratos, acetil coenzima A. Se encontr&#xF3; que allostery homotr&#xF3;pica entre los dos sitios activos de la enzima homodim&#xE9;rica es modulada por mecanismos opuestos . Uno sigue un cl&#xE1;sico Koshland-N&#xE9;methy-Filmer (KNF) paradigma, mientras que el otro sigue un mecanismo propuesto recientemente en el que despliegue parcial de las subunidades est&#xE1; acoplado a la uni&#xF3;n del ligando. La competencia entre los cambios de plegado, encuadernaci&#xF3;n y conformacionales representa una nueva forma de gobernar la comunicaci&#xF3;n energ&#xE9;tica entre los sitios de uni&#xF3;n.

Lee A. Freiburger

Department of Chemistry

McGill University

Collecting Variable-concentration Isothermal Titration Calorimetry Datasets in Order to Determine Binding Mechanisms

Lee A. Freiburger

.css-o250i3{font-size:18px;font-family:Open Sans,sans-serif;line-height:21.6px;}Department of Chemistry

McGill University

Collecting Variable-concentration Isothermal Titration Calorimetry Datasets in Order to Determine Binding Mechanisms

Department of Chemistry