Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • תוצאות
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

שיטה זו מתאר את שיבוט, הביטוי, ואת טיהור של Nsa1 רקומביננטי לקביעת מבנה על ידי קריסטלוגרפיה באמצעות קרני רנטגן, רנטגן זווית קטנה פיזור (SAXS), והוא רלוונטי לניתוח המבני היברידית של חלבונים אחרים שניהם הורו, מגרה תחומים.

Abstract

קביעת המבנה באורך מלא של ריבוזום הרכבה גורם Nsa1 של האפייה (cerevisiae ס) הוא מאתגר בגלל סדר, פרוטאז יציב קרבוקסילי של החלבון. כתב יד זה מתאר את השיטות לטיהור Nsa1 רקומביננטי של cerevisiae ס עבור ניתוח מבנה על ידי קריסטלוגרפיה באמצעות קרני רנטגן והן SAXS. קריסטלוגרפיה באמצעות קרני רנטגן היה מנוצל כדי לפתור את המבנה של המחשבים N-מסוף WD40 ומסודרת של Nsa1 ולאחר מכן SAXS שימש כדי לפתור את המבנה של C-הסופית של Nsa1 בתמיסה. פתרון פיזור הנתונים נאספו מ- Nsa1 באורך מלא בתמיסה. Amplitudes פיזור תיאורטי חושבו מתוך מבנה הגביש ברזולוציה גבוהה של התחום WD40 ולאחר מכן שילוב של גוף קשיח ומודלים ab initio חשף את קצה קרבוקסילי של Nsa1. באמצעות גישה זו היברידית שוחזר המבנה רבעוני של החלבון כולו. השיטות המובאות כאן צריך להיות חלים באופן כללי מצפני היברידית מבניים לחלבונים אחרים מורכבת תערובת של תחומים מובנים ולא מובנים.

Introduction

הריבוזומים הם מכונות ribonucleoprotein גדול לבצע את התפקיד החיוני של mRNA לתרגם חלבונים בתאים חיים לכל. הריבוזומים מורכבים subunits שני המיוצרים בתהליך מורכב כינה ריבוזום להן1,2,3,4. ריבוזום האיקריוטים הרכבה מסתמך על הסיוע של מאות הרכבה ribosomal חיוני גורמים2,3,5. Nsa1 (Nop7 הקשורים 1) הוא גורם הרכבה ריבוזום האיקריוטים נדרשת במיוחד עבור ההפקה של יחידת משנה ribosomal גדול6, הוא ידוע כ/כפי WD-חזור המכילה 74 (WDR74) באורגניזמים גבוה7. WDR74 הוכח הדרושות הבלסטוציסט היווצרות עכברים8, יזם WDR74 הוא לעתים קרובות מוטציה בתאי סרטן9. עם זאת, תפקוד ואת מנגנוני מדויק של Nsa1/WDR74 בהרכבה ריבוזום הם עדיין אינו מודע לקיומם. כדי להתחיל לחשוף את התפקיד של Nsa1/WDR74 במהלך ההבשלה האיקריוטים ריבוזום, בוצעו מספר ניתוחים מבניים, לרבות קריסטלוגרפיה באמצעות קרני רנטגן, זווית קטנה רנטגן פיזור (SAXS)10.

קריסטלוגרפיה באמצעות קרני רנטגן, תהודה מגנטית גרעינית (NMR) ספקטרוסקופיה, מיקרוסקופ אלקטרוני, ו SAXS הם כולם חשובים טכניקות לימוד מבנה macromolecular. גודל, צורה, זמינות, יציבות של מקרומולקולות השפעות שיטת ביולוגיה מבנית אשר מקרומולקולה מסוים יהיה עדיף מתאים, אולם שילוב טכניקות מרובות באמצעות גישה כביכול "היברידי" הופכת כלי מועיל יותר ויותר11. בפרט קריסטלוגרפיה באמצעות קרני רנטגן ו- SAXS הם חזקים משלימים שיטות לקביעת מבנית של מקרומולקולות12.

קריסטלוגרפיה מספק הבראבה ברזולוציה גבוהה, מולקולות קטנות ועד מכונות הסלולר גדול כגון הריבוזום, הוביל לפריצות רבות בהבנה של פונקציות ביולוגיות של חלבונים ועוד מקרומולקולות13. יתר על כן, תכנון תרופות מבוססות-מבנה רתמות הכוח של קריסטל מבנים עבור עגינה מולקולרית על ידי שיטות חישובית, הוספת ממד ביקורתי סמים בגילוי ופיתוח14. למרות את תחולתן רחבה, מערכות גמיש ומבולבלת הן מאתגרות כדי להעריך על-ידי קריסטלוגרפיה מאז קריסטל האריזה יכול להיות יופרע או מפות צפיפות אלקטרונים עשוי להיות חלקי או באיכות ירודה. לעומת זאת, SAXS היא פתרון ומבוססי ברזולוציה נמוכה מבניים גישה מסוגל לתאר את מערכות גמיש החל לולאות המתוסבכים טרמיני חלבונים ממהותם המתוסבכים12,15,16. בהתחשב שהוא תואם למגוון רחב של חלקיקים גדלים12, SAXS יכולות לפעול בסינרגיה עם קריסטלוגרפיה כדי להרחיב את טווח השאלות הביולוגיות זה ניתן לטפל על ידי מחקרים מבנית.

Nsa1 מתאים לגישה המבנית היברידית מכיוון שהוא מכיל תחום WD40 בנוי היטב ואחריו פונקציונלי, אך גמיש קרבוקסילי אשר אינה נוטה שיטות קריסטלוגרפיה באמצעות קרני רנטגן. הבא הוא פרוטוקול עבור שכפול, ביטוי, טיהור של cerevisiae ס Nsa1 לקביעת מבנה היברידי על ידי קריסטלוגרפיה באמצעות קרני רנטגן, SAXS. פרוטוקול זה ניתן להתאים ללמוד את מבנה של חלבונים אחרים המורכב מעובדים בשילוב של אזורים מסודרת ומבולבלת.

Protocol

1. ייצור חלבון רקומביננטי ולטיהור אס 1

  1. Nsa1 ביטוי פלסמיד עיצוב, שיבוט
    1. לקבל או לרכוש DNA גנומי cerevisiae ס .
    2. PCR להגביר את רצפי היעד של Nsa1 (Nsa1חליל, שאריות 1-463) ו- C-מסוף נחתך Nsa1 (Nsa1ΔC, שאריות 1-434) עם תחל המתאים באמצעות DNA גנומי מבודד cerevisiae ס ו טמפרטורת ההיתוך של כ 60 ° C עם מועד הארכה של 1-2 דקות. תחל הבאה שימשו כדי להגביר את Nsa1:
      SC_Nsa1_FLFw:CGCCAAAGGCCTATGAGGTTACTAGTCAGCTGTGTGGATAG
      SC_Nsa1_FLRv:AATGCAGCGGCCGCTCAAATTTTGCTTTTCTTACTGGCTTTAGAAGCGC
      SC_Nsa1ΔcFw:GGGCGCCATGGGATCCATGAGGTTACTAGTCAGCTGTGTGG
      SC_Nsa1ΔcRv: GATTCGAAAGCGGCCGCTTAAACCTTCCTTTTTTGCTTCCC
    3. Subclone Nsa1 לתוך pHMBP וקטור ביטוי Escherichia coli (e. coli) המכיל N-מסוף 6 X-היסטידין תג ואחריו את מלטוז מחייב חלבון (MBP), אתר פרוטאז וירוס לחרוט טבק (אס), תוך שימוש בטכניקות שיבוט רגיל17 .
    4. להשתמש רצפי DNA כדי לוודא כי Nsa1 היה לשכפל מסגרת עם התג שלו-MBP N-מסוף.
  2. ביטוי חלבון Nsa1
    1. להפוך את plasmid(s) ביטוי מתאים e. coli ביטוי המתח עם מערכת מבוססת-יזם T7. צלחת של transformants על פלטות אגר LB המכיל אמפיצילין µg/mL 100, דגירה של צלחת הפוכה בין לילה ב 37 º C.
    2. לחסן תרבות 50 מ של ליברות עם 100 אמפיצילין µg/mL מהצלחת טרנספורמציה, לגדל את זה בן לילה ברעידות-200 סל ד ב 37 º C.
    3. לחסן 3 x 1000 מ ל LB ב Fernbach מבחנות עם 100 אמפיצילין µg/mL 15 מ של התרבות לילה ולגדול זה ברעידות-200 סל ד ב 37 º C.
      הערה: חלבון מבנה הפתרון, התאגדות selenomethionyl (SeMet) יכולה להיות מושגת על ידי גדל התאים בינונית מזערי M9 זה השלים עם SeMet, תערובת חומצות אמינו כדי לעכב את ייצור מתיונין לפני אינדוקציה, בניגוד LB מדיה 18.
    4. זירוז הביטוי של Nsa1 כאשר ה OD600 מגיע ~0.8 על ידי תוספת של thiogalactopyranoside β-D-1 איזופרופיל (IPTG)-ריכוז סופי של 1 מ מ ואחריו הדגירה 25 ° c בלילה ברעידות-200 סל ד.
    5. קציר תאים על ידי צנטריפוגה ב 4 מעלות צלזיוס למשך 15 דקות ב 5,050 x g.
      הערה: תאים יכול להיות מאוחסן לטווח ארוך ב-80 מעלות צלזיוס או להשתמש מיד לטיהור חלבון.
  3. Nsa1 חלבון טיהור
    1. Resuspend התאים 25 מ של פירוק מאגר (50 מ מ טריס-HCl, pH 7.5, 500 מ מ NaCl, 10% גליצרול, 10 מ מ MgCl2) טרום מקורר ב 4 ° C המכיל אחד לוח מעכב פרוטאז נטולת EDTA.
    2. Lyse תאים על-ידי sonication ב 4 ° C (time 7 דקות, 2 s על מחזור, 2 s את מחזור; משרעת: 70%).
    3. להבהיר lysate על ידי צנטריפוגה ב g x 26,900 למשך 45 דקות ב 4 º C.
    4. החל הבהיר lysate על עמודה זרימת הכבידה טעון עם 10 מ"ל של קובלט קיבוע זיקה שרף, equilibrated מראש באמצעות מאגר פירוק.
    5. לאפשר את תגובת שיקוע לעבור מעל השרף על ידי זרימת הכבידה ב 4 ° C. ולשטוף את השרף פעמיים עם 100 מ של פירוק מאגר.
    6. Elute Nsa1 עם 20 מ של מאגר • תנאי (50 מ מ טריס-HCl pH 7.5, 500 מ מ NaCl, 5 מ מ MgCl2, 5% גליצרול ו-200 מ מ imidazole).
    7. לקחת 15 μL של eluate ולהפעיל אותו על ג'ל מרחביות-דף 4-15% כדי לוודא כי החלבון הוא eluted מן השרף זיקה (איור 1 א').
    8. להסיר את התג MBP על ידי אס פרוטאז עיכול. להוסיף 1 מ"ל, פרוטאז אס19 (מניות 1 מ"ג/מ"ל) • שרף תנאי Nsa1 זיקה, דגירה זה ב 4 מעלות צלזיוס למשך הלילה.
    9. תתרכז MBP ביקע Nsa1 ל ~ 5 מ"ל באמצעות מסנן צנטריפוגלי עם משקל מולקולרי לחתוך את 10 kDa.
    10. החל Nsa1 ביקע MBP לעמודה ג'ל-סינון, מראש equilibrated במאגר (20 מ מ טריס-HCl pH 7.5, 100 מ מ NaCl, 1 מ MgCl2, 5% גליצרול ו- 1 מ מ β-mercaptoethanol) (איור 1B).
    11. מנתחים את הטור שברים של ג'ל סינון כדי לוודא כי MBP ביקע, הופרדו Nsa1 על-ידי הפעלת 15 דוגמאות μL-ג'ל מרחביות-דף 4-15% (איור 1B).
    12. לשלב שברים המכיל Nsa1, להתרכז כדי להשתמש בפילטר צנטריפוגלי עם משקל מולקולרי לחתוך את 10 kDa 8 מ"ג/מ"ל.
    13. לקבוע ריכוז החלבון על ידי מדידת את ספיגת ב 280 ננומטר על ספקטרופוטומטרים באמצעות הכחדה מקדם M 42530–1ס מ–1. השתמש חלבון מיד לניסויים הפרוטאוליטי ההקרנה וגיבוש.

2. התגבשות והקרנת הפרוטאוליטי אס 1

  1. מטריצה דלילה קריסטל הקרנת Nsa1
    1. צנטריפוגה μL 500 על מלאי 8 מ"ג/מ"ל Nsa1 ב g x 16,000 ב 4 מעלות צלזיוס למשך 10 דקות.
    2. תוכנית ההתקנה התגבשות ניסויים באמצעות רובוט התגבשות ומסכי קריסטל מטריצה דלילה. למלא המאגר מגשי טוב 96 μl 30 של ריאגנטים מסך קריסטל בודדים מטריצה דלילה התגבשות המסכים. הגדרת טיפות ישיבה עם הרובוט על ידי ערבוב 250 nL של הפתרון טוב עם 250 nL של הפתרון חלבון.
    3. לאטום את הצלחות התגבשות עם קלטת, דגירה אותם ב 25 º C.
    4. לבדוק את הצלחות בכל יומיים במשך השבועות הראשונים 2-3 עם stereomicroscope.
    5. ודא להיטים פוטנציאלים קריסטלים מכילות חלבון עם מיקרוסקופ UV.
      הערה: עבור Nsa1 בשתי צורות שונות קריסטל (מעוקב, האורתורומבית, איור 2A) התקבלו בתוך שבוע 1 מ המסכים הבאים: JCSG + תנאי B11 (מ' 1.6 סודיום ציטרט tribasic מייבשים, pH 6.5) ו- 2 בלוק של מסך סינרגיה של אשף Precipitant תנאי C11 (20.1%(v/v) 1500 פג, 13.4%(v/v) 400 פג, טריס HEPES 0.1 M/סודה קאוסטית, pH 7.5).
  2. ההקרנה הפרוטאוליטי
    הערה: במהלך המיטוב התגבשות, התגלה כי הקריסטלים האורתורומבית של Nsa1 התעוררו כתוצאה הפרוטאוליטי המחשוף, הקריסטלים יכול לא יהיה לשכפל בעזרת החלבון באורך מלא. באמצעות שילוב של proteolysis מוגבלת בשילוב עם ספקטרומטר מסה, נקבע כי קצה קרבוקסילי של Nsa1 היה רגיש proteolysis, הסרה של הזנב C-מסוף נדרשה מקול עוקבות (טופס המערכת הגבישית האורתורומבית Nsa1ΔC).
    1. להכין 1 מ"ג/מ"ל, פרוטאז פתרונות מניות של α פרוטאזות הבאים-כימוטריפסין, טריפסין, elastase, פפאין, סבטיליזין, endoproteinase Glu-סי
    2. צור 1:10, בטחונות ו דילולים 1:1000 של כל מניה פרוטאז 1 מ"ג/מ"ל עם מאגר דילול (10 מ מ HEPES, pH 7.5, 500 מ מ נתרן כלוריד).
    3. פיפטה μL 1 של מניות פרוטאז (1:10, בטחונות ו- 1:1000) לתוך aliquots 9 μL של חלבון (1 מ"ג/מ"ל) עבור כל פרוטאז שיוקרנו.
    4. דגירה הפתרון ב 37 ° C עבור 1 h.
    5. לעצור את התגובה על-ידי הוספת 10 μL 2 x מרחביות-דף לדוגמה מאגר וחום התגובה ב 95 מעלות צלזיוס במשך 5 דקות.
    6. לנתח את מעכל על-ידי הפעלת אותם על ג'ל מרחביות-דף 4-15% (איור 2B).
    7. לזהות תחומים עמיד פרוטאז של החלבון היעד על-ידי ניתוח בג'ל ספקטרומטר מסה.
    8. הסר את האזורים פרוטאז-יציב חלבון המטרה על ידי יצירת ביטוי קטום בונה ובעקבות פרוטוקול שיבוט, הביטוי ואת טיהור שתוארו לעיל.
  3. התגבשות אופטימיזציה
    1. להכין או לקבל פתרונות מניות של ריאגנטים הבאים התגבשות ראשונית: מ' 1.6 סודיום ציטרט tribasic מייבשים pH 6.5, 100%(v/v) 400 פג, 50%(v/v) 1500 פג, 1 מ' HEPES/נתרן הידרוקסידי, pH 7.5.
    2. להכין פתרון מניות של Nsa1פל ו- Nsa1ΔC -8 מ"ג/מ"ל כפי שתואר לעיל.
    3. למטב את הקריסטלים מעוקבים Nsa1 (Nsa1חליל).
      1. להכין מסך 24-ובכן רשת עם בארות המכיל 500 µL עם שיפוע של 1-1.6 M של סודיום ציטרט עם pH 6.5 מ פתרון מניות של 1.6 מ' סודיום ציטרט tribasic עם pH 6.5.
      2. לערבב 1 µL של חלבון עם µL 1 פתרון טוב ומקום התערובת על שקופית siliconized כיסוי. בזהירות ' היפוך ' השקופית כיסוי על גבי שמנונית מראש טוב ולהבטיח זה טוב אטומה אך לטפל כדי לא להפריע המסירה או לשבור את השקופית כיסוי. חזור על תהליך זה עד המגש מלא ולאחר מכן אחסן ב 25 º C.
        הערה: גבישים קטנים אמור להופיע ב- 2-7 ימים.
      3. להכין מלאי microseed של הקריסטלים מעוקב. להשתמש לולאת ניילון הנטען כדי להעביר גבישים קטנים ~ 10 שפופרת מיקרו-צנטרפוגה 1.5 mL המכילה חרוז קטן, µL 50 של 1.6 מ' סודיום ציטרט השנינות tribasic pH 6.5.
      4. מערבולת הצינור מיקרו-צנטריפוגה 1.5 mL במהירות גבוהה (~ 3000 סל ד) עבור 1 דקות.
      5. להפוך סדרת דילולים טורי 10-fold של המניה זרע עם 1.6 מ' סודיום ציטרט tribasic ו מערבולת את התערובת היטב עבור 5 s.
      6. למלא כל אחד טוב של רשת 24-ובכן, מסך 500 µL של 1.6 מ' סודיום ציטרט tribasic pH 6.5.
      7. למטב את התנאים microseeding על-ידי הגדרת טיפות עם יחס בדרגות שונות של חלבון עם הפתרונות מלאי הזרע (איור 3 א). גבישים גדולים של איכות גבוהה עקיפה אמור להופיע ב- 2-5 ימים (איור 3C).
    4. למטב את הקריסטלים האורתורומבית (Nsa1ΔC)
      1. להכין מסך רשת עם 500 µL כל היטב עם תנאים שונים 24 (איור 3B) מפתרונות מניות 50%(v/v). פג 1500, 100%(v/v) 400 פג. בנוסף מעברי צבע של 1500 פג ו 400 פג, אחד טוב צריך להכיל גם 0.1 M HEPES/נתרן הידרוקסידי pH 7.5.
      2. לערבב 1 µL של חלבון פתרון עם µL 1 של פתרון טוב בשקופית siliconized כיסוי. בזהירות ' היפוך ' השקופית כיסוי על גבי שמנונית מראש טוב ולהבטיח זה טוב אטומה. חזור על תהליך זה עד המגש כולו כבר תפוסה. לאחסן את המגשים ב 25 º C.
        הערה: גבישים האורתורומבית Nsa1 אמור להופיע ב- 2-7 ימים.
      3. בהמשך למטב הקריסטלים האורתורומבית על-ידי microseeding כמתואר הקריסטלים מעוקב (שלבים 2.3.3.3 כדי 2.3.3.7) באמצעות µL 500 20.1%(v/v) 1500 פג, 13.4%(v/v) פג 400 ו 0.1 M HEPES/נתרן הידרוקסידי pH 7.5 כפתרון טוב.
        הערה: גבישים Nsa1 SeMet צריך להיות מוטבת מקביל הקריסטלים מקורית.

3. איסוף נתונים רנטגן עקיפה והפתרון 1 מבנה הסוכנות לביטחון לאומי

  1. הקפאה-הגנה של הקריסטלים, איסוף נתונים של קרני רנטגן
    1. עבור הקריסטלים האורתורומבית (Nsa1ΔC), להכין פתרון 1 מ"ל cryoprotectant המכיל 22.5%(v/v) 1500 פג, 15%(v/v) פג 400 ו- 0.1 M HEPES/נתרן הידרוקסידי pH 7.5.
    2. מילוי קצף דיואר עם חנקן נוזלי, מראש מגניב דיסקית קריסטל. באמצעי זהירות כאשר עובדים עם חנקן נוזלי, ללבוש כפפות מגן ומשקפי מגן.
    3. בזהירות היפוך השקופית הכיסוי של התגבשויות טוב המכיל קריסטלים לבמה של stereomicroscope.
    4. פיפטה 2 µL של הפתרון cryoprotectant לשקופית כיסוי חדש.
    5. לצרף לולאת ניילון הנטען של הגודל המתאים על הקריסטל שרביט הקפאה מגנטי.
    6. באמצעות הסיוע של stereomicroscope, להעביר במהירות גביש הפתרון cryoprotectant עם הלולאה הקפאה הנטען.
    7. תן את הקריסטל equilibrate במשך 5 דקות בפתרון cryoprotectant.
    8. במהירות באמצעות הסיוע של stereomicroscope, לולאה הקריסטל פתרון cryoprotectant, מים עמוקים-הקפאת לתוך חנקן נוזלי.
    9. לחכות החנקן הנוזלי סביב הלולאה להפסיק רותחים ולאחר מכן שחרר הלולאה של המטה לתוך מיקום ספציפי בתוך הדיסקית קריסטל.
    10. Nsa1 מ קפל קריסטלים לא צריך להיות cryoprotected, שיכול להיות ישירות פלאש קפוא (בעקבות צעדים 3.1.8-3.1.9 לעיל).
    11. לאטום את הדיסקית קריסטל באמצעות כלים הקפאה ולהעביר מקל משלוח ב דיואר מראש צוננת. לאחסן גבישים דיסקיות/וויסקי עד איסוף נתונים.
    12. אם אוסף נתונים סינכרוטרון, ספינת גבישים סינכרוטרון באמצעות מחסנית יבש.
    13. איסוף נתונים קרני רנטגן בעקבות טכניקות תקן20.
      הערה: יליד Nsa1, סאד (פיזור חריג יחיד באורך הגל) datasets נאספו ב 100 K על הקווים קרן SER-חתול 22-ID ו- 22-מוניטור של מקור הפוטון מתקדם ב Argonne National Laboratory (שיקגו). ערכת הנתונים Nsa1 סאד נאסף-λ = 0.97911 Å. נתונים הוקלט באמצעות זמן חשיפה 1 s ו- 0.5° תנודות. Mosaicity של גבישים אלו היה בדרך כלל כ- 0.3 מעלות.
    14. לעבד ולשנות את קנה המידה של תמונות קרני רנטגן כדי ליצור השתקפות קבצים עבור כל ערכת נתונים בקבוצה שטח המתאים.
      הערה: Nsa1 עקיפה datasets עובדו עם HKL200021. הקריסטלים מעוקבים Nsa1 עובדו שטח קבוצה P213, הקריסטלים האורתורומבית עובדו שטח קבוצה P212121.
  2. Nsa1 מבנה פתרון.
    הערה: ישנם מספר חבילות תוכנה קריסטלוגרפיה יכול לשמש כדי לפתור ולמקד מבנים קריסטל כולל22,Phenix, CCP423. הבא הוא פרוטוקול Nsa1 מבנה הפתרון באמצעות חבילת תוכנה22Phenix.
    1. לנתח מקורי וגם עצוב קנה המידה datasets עם phenix.xtriage22.
    2. לפתור את המבנה של Nsa1 עם Phenix.autosol באמצעות22,24קובץ השתקפות שיא עצוב. כדי להפעיל את התוכנית של AutoSol, קלט מספר האתרים selenomethionine (אתרי = 9), קובץ רצף fasta של Nsa1ΔC, ואת אורך הגל המשמש לאיסוף נתונים עצוב (λ = 0.97911 Å).
      הערה: על מ ערכת הנתונים Nsa1 סאד, phenix.autosol אמור להיות מסוגל לקבוע את שלבי הניסוי ולבנות ביותר של הדגם.
    3. לבצע התאמות ידנית הדגם עם הקרסול25, ואחריו עידון22,phenix.refine26.
    4. לפתור את מבנה הגביש האורתורומבית יליד ברזולוציה גבוהה הגבישית הקובייתית של באמצעות החלפת מולקולרית הפייזר27,28.
    5. לאחר פתרון מוצלח מבנה, לבדוק את המודל ואת צפיפות אלקטרונים מפה הנרגן25.
    6. לבנות ולשפר את המבנים על-ידי הפעלת סיבובים איטרטיביים של עידון22,phenix.refine26 , מודל בבניין הנרגן25.

4. SAXS איסוף נתונים, עיבוד, מידול

  1. איסוף נתונים SAXS
    הערה: הנתונים SAXS הוקלטו באורך מלא cerevisiae ס Nsa1 למקור אור מתקדם, על תפוקה גבוהה SIBYLS הפרעות לקרן החלקיקים 12.3.1-המעבדה הלאומית לורנס ברקלי, ברקלי, קליפורניה29.
    1. לטהר Nsa1פל בעקבות הפרוטוקול המתואר לעיל. 24 שעות לפני משלוח Nsa1פל הפרעות לקרן החלקיקים, לדרוס חלבון ג'ל עמודה סינון מראש equilibrated במאגר א
    2. בריכה שברים המכיל Nsa1 וקבע את ריכוז החלבון כפי שהוסבר קודם.
    3. להכין aliquots 30 μl של ריכוז סדרת Nsa1 מ- 1 עד 6.2 mg/mL באמצעות מאגר א
    4. העברת μl 20 של כל סדרה ריכוז של Nsa1 microplate טוב חצאית מלאה ברור 96 יחד עם מאגר של פקדים לבד.
      הערה: SAXS נתונים נאספים על תמיסות באמצעות כמה ריכוזים של מדגם מטוהרים כדי למנוע צבירת, הבין-החלקיקים דחיה ואפקטים נזק הקרינה.
    5. לאטום את microplate סיליקון איטום והתכרבלו הספינה בין לילה ב 4 ° C הפרעות לקרן החלקיקים.
    6. לאחסן את microplate ב 4 ° C עד איסוף נתונים.
    7. מיד לפני איסוף נתונים, לסובב את הצלחת ב 3200 g x 10 דקות ב 4 ° C כדי להסיר אגרגטים פוטנציאליים, בועות אוויר.
    8. נתוני הרשומה SAXS.
      הערה: עבור Nsa1, SAXS נתונים נרשמו עבור המאגר לפני ואחרי כל סדרה ריכוז חלבון. שלושים ושלוש סריקות רציפות של 0.3 s נאספו עבור Nsa1פל . בסדרה ריכוז (1 ל 6.2 mg/mL) ב- 10 מעלות צלזיוס.
    9. לבצע חיסור מאגר נתונים SAXS.
      הערה: עבור Nsa1 מאגר חיסור בוצע באופן אוטומטי הפרעות לקרן החלקיקים אלא מאגר חיסור יכול גם להתבצע באמצעות תוכנה הפחתת נתונים כגון פיזור30 ו- סוויטת ATSAS31. מאגר חיסור היא חלק קריטי של ניתוח נתונים של SAXS, יש לנקוט על מנת להבטיח כי המאגר המשמש עבור חיסור זהים למאגר דגימה חלבון.
    10. ממוצע ה-33 רצופים סורק כדי ליצור קובץ *ave.dat עבור כל הריכוז.
      הערה: כיסוי המסגרות רצופים 33 להשוות. את העקומות. שינויים העקומות פיזור לאורך זמן היא לעתים קרובות מעידה על נזק הקרינה. אל תכלול מסגרות אלה בממוצע. חישוב ממוצע של הסריקות ברציפות Nsa1 בוצע באופן אוטומטי הפרעות לקרן החלקיקים SIBYLS.
  2. SAXS עיבוד נתונים, השוואה של ריכוז סדרת
    הערה: ישנם מספר חבילות תוכנה ניתן להשתמש כדי לנתח נתונים SAXS. עבור Nsa1 הרדיוס של רגע ופונקציות הפצה מרחק pair-wise נקבעו באמצעות פרימוס32 ו Gnom33 מ ATSAS 2.7.2 סוויטת31 ו בהשוואה על-פני כל ריכוז חלבון כדי להבטיח היה אין קרינה נזק או אינטראקציות בין חלקיקים תלויי-ריכוז10.
    1. פתח פגז מסוף, ללכת לספרייה המכילה את הנתונים SAXS.
    2. הפעל את הפרימוס32 GUI מ בתוך הקליפה מסוף.
    3. בתוך GUI פרימוס, לטעון את עקומות פיזור (* ave.dat).
    4. השתמש AutoRg כדי לקבוע רדיוס של רגע (Rg) והעבירו פיזור עוצמת I(0), עבור כל עקומת פיזור (* ave.dat).
    5. צור Kratky המגרשים לבניית כל עקומת פיזור (* ave.dat), כדי להעריך את מידת הקומפקטיות.
    6. השתמש ב- AutoGNOM33 לחישוב פונקציית ההתפלגות pair-wise (נקרא גם P(r)) עבור כל עקומת פיזור (* ave.dat). הזן ≈max D ההתחלתי של 3 * Rg לייעל את הערךהמרבי של D להשגת עקומה חלקה P(r). במהלך אופטימיזציה של Dmax, ודא את P(r) מחושבת הפונקציה עולה בקנה אחד עם עקומת פיזור ניסיוני על-ידי בדיקת הערך2 χ שדווחה והערכה באופן חזותי הכולל שיתאים את עקומת פיזור.
    7. לחשב את המשקל המולקולרי של Nsa1 מן העקומות פיזור שימוש באמצעי האחסון של המתאם34.
    8. להשוות את הפרמטרים מבניים עבור כל ריכוז על מנת להבטיח כי אין נזק הקרינה או אפקטים תלויי-ריכוז.
      הערה: ריכוז אפקטים יכול להתבטא כמו הגדלת Rg ו- Dmax ביחס הגדלת ריכוז חלבון. קדימה פיזור I(0) מחולק על ידי ריכוז מדגם צריך גם נשארת קבועה לאורך הסדרה ריכוז חלבון.
  3. מידול SAXS
    הערה: כדי לקבוע את המיקום של C-הסופית של Nsa1חליל, Nsa1 קריסטל מבנה10 (PDB 5SUM) את עקומות פיזור SAXS שימשו כדי לבצע שילוב של גוף קשיח ו ab initio מידול, משתמש בתוכניות חבורה 35 שיטת אופטימיזציה אנסמבל (לבחירות)36 מ חבילת תוכנות ATSAS31. תחום WD40 של Nsa1 היה כאל גוף נוקשה, ואילו קצה קרבוקסילי של Nsa1 יחד עם מספר לולאות המתוסבכים מהתחום WD40 עוצבו לפי הדגם כדי להתאים לנתונים SAXS ניסיוני.
    1. צור את הקבצים PDB קלט. יש לפצל את הקובץ PDB בכל פעם שאריות חסרים השרשרת העיקרית, או קובץ ה-PDB לא יכול להכיל מספר הייצורים החיים, ליגנדים, או מולקולות המים.
    2. הפעל את התוכנית Pre_BUNCH35 להכין קובץ PDB הקלט עבור חבורה (pre_bunch.pdb). קלט את הרצף של החלבון היעד (*.seq), מספר תחומים/PDBs שנוצר ב 4.3.1, ועורר כל אחד מהקבצים PDB בודדים מעל.
    3. לחשב את amplitudes פיזור עבור כל קובץ PDB באמצעות התוכנית CRYSOL37. כדי להפעיל את CRYSOL קלט את קובץ PDB בודדים והן את עקומת פיזור ניסיוני SAXS (*.dat). פעולה זו תיצור קובץ amplitudes (* .alm).
    4. הפעל חבורה תוכנית35 לדגם המחשבים WD40 של Nsa1 נגד SAXS נתונים באמצעות משולב נוקשה הגוף, ab initio בגישה. קלט את הקובץ PDB Pre_BUNCH (pre_bunch.pdb) את עקומת פיזור ניסיוני SAXS (*.dat), את משרעת בודדים (* .alm) קבצים עבור כל קובץ PDB חלקית שנוצרו על-ידי CRYSOL.
    5. השווה את הערך2 χ מן ה-PDB המוצא (5SUM) עם זה מהמודל ab initio שנוצר על ידי חבורה באמצעות הנתונים SAXS ניסיוני.
      הערה: דוגמנית מצליחה החבורה צריך ערך2 χ נמוך משמעותית מאשר הדגם ההתחלתי. פיזור תיאורטי של המודל חבורה צריך גם לתיאור טוב ניסיוני הנתונים כפי נשפטת על ידי בדיקה ויזואלית הכיסוי בין פיזור תיאורטי של המודל חבורה על הנתונים SAXS ערכו2 χ (איור 4, מרכז צבר).
    6. לבדוק ידנית את קבצי הפלט של חבורת Pymol38 לערוך בשכבות את מבנה גבישי עם המודל שנוצר על ידי חבורה, המעטפה SAXS (איור 4, מרכז צבר).
    7. הפעל מחדש את קבוצה 10 - 20 פעמים כדי ליצור מודלים עצמאית לאשר כי הדגמים דומים.
      הערה: עבור Nsa1 היה טווח של ערכים χ2 ~ 1 עד 3 מ 20 פועל עצמאית.
    8. אנסמבל דוגמנות
      הערה: כפי גישה אופציונלית חבורה לרוץ לבחירות36 או חיפוש אנסמבל מינימלי39 (MES). לבחירות, MES להשתמש אנסמבל גישות, אשר מתאימים היטב חלבונים עם גמישות תחומים/אזורים הנמצאים מרובים הייצורים החיים.
      1. הפעל את התוכנית לבחירות36 באמצעות שרת באינטרנט ATSAS. לרוץ לבחירות, קלט את הקבצים PDB 4.3.1, הרצף של החלבון היעד (*.seq), ונתוני ניסיוני SAXS (*.dat).
      2. השווה את הערכים2 χ מן ה-PDB המוצא (5SUM) עם זה מן ההרכב שנוצר על ידי לבחירות תוך שימוש בנתונים SAXS ניסיוני.
        הערה: אנסמבל לבחירות מוצלח צריך ערך2 χ נמוך משמעותית מאשר הדגם ההתחלתי. פיזור תיאורטי של ההרכב צריך גם לתיאור טוב ניסיוני הנתונים כפי נשפטת על ידי בדיקה ויזואלית הכיסוי בין פיזור תיאורטי של ההרכב על הנתונים SAXS ערכו2 χ (איור 4, נכון צינור). אחד צריך גם להשוות את הערכים2 χ חבורה, לבחירות כדי לקבוע איזה מודל הטוב ביותר מתאר את הנתונים SAXS ניסיוני.
      3. לבדוק ידנית את conformers לבחירות Pymol38 לערוך בשכבות את מבנה גבישי עם conformers שנוצר על ידי לבחירות (איור 4). הערה המספר הכולל של conformers לבין השבר של תפוסת עבור כל conformer אשר תורם עקומת פיזור. עבור מולקולות נוקשה יותר, כגון Nsa1, המספר של conformers צריכה להיות קטנה (1-5) (איור 4, צינור נכון)36.
      4. הפעל מחדש את משימת מספר פעמים כדי להבטיח תוצאות עקביות.
        הערה: עבור Nsa1 מספר conformers היה בדרך כלל 3 עד 4 עם χ2 ערכים ועד 0.1 0.3.

תוצאות

Nsa1 היה PCR מוגבר מ- DNA גנומי cerevisiae ס ו subcloned לתוך וקטור המכיל תג קירבה x 6-היסטידין N-מסוף ואחריו MBP, אתר פרוטאז ' אס '. Nsa1 הפך לתוך e. coli BL21(DE3) כדוריות, תפוקה גבוהה של חלבון ביטוי התקבלו בעקבות אינדוקציה עם IPTG וצמיחה 25 ° c בלילה (איור 1 א'). Nsa1 הייתה זיקה-מטוהר?...

Discussion

באמצעות פרוטוקול זה, Nsa1 רקומביננטי של cerevisiae ס נוצר ללימודי מבניים על ידי קריסטלוגרפיה באמצעות קרני רנטגן והן SAXS. Nsa1 ומנומסת בתמיסה, גיבש בצורות קריסטל מרובים. במהלך אופטימיזציה של גבישים אלו, התגלה כי קצה קרבוקסילי של Nsa1 היה רגיש פרוטאז השפלה. הרזולוציה הגבוהה, טופס הגבישית האורתורומ?...

Disclosures

המחברים אין לחשוף.

Acknowledgements

עקיפה הנתונים נאספו ב דרום מזרח אזוריים שיתופי גישה צוות (SER-חתול) 22-ID ו- 22-מוניטור beamlines-מתקדם הפוטון מקור (APS), Argonne National Laboratory. הנתונים SAXS נאספו על הפרעות לקרן החלקיקים SIBYLS-מראש אור מקור (ALS), המעבדה הלאומית לורנס ברקלי. ברצוננו להודות לצוות-הפרעות לקרן החלקיקים SIBYLS על עזרתם עם איסוף נתונים מרחוק ועיבוד. אנחנו אסירי תודה הלאומית המכון למדעי בריאות הסביבה (NIEHS) מסה ספקטרומטר המחקר, קבוצת תמיכה כדי לברר את גבולות התחום חלבון עבודה זו נתמכה על ידי לנו מכון של בריאות מגזר מחקר התכנית הלאומית; המכון הלאומי האמריקאי למדעי בריאות וסביבה (NIEHS) (ZIA ES103247 ל ר א ס) ומכונים הקנדית לחקר בריאות (CIHR, 146626 כדי M.C.P). השימוש APS נתמכה על ידי לנו משרד האנרגיה, משרד המדע, משרד בסיסי אנרגיה למדעים תחת חוזה מס W-31-109-Eng-38. שימוש של מקור אור מתקדם (ALS) נתמכה על ידי מנהל, משרד המדע, משרד בסיסי אנרגיה למדעים, של מחלקת האנרגיה של ארצות הברית תחת חוזה מס דה-AC02-05CH11231. תמיכה נוספת עבור הפרעות לקרן החלקיקים SIBYLS SAXS נובע המכון הלאומי לבריאות פרוייקט מינוס (R01GM105404), יוקרתי מכשור גראנט S10OD018483. כן נרצה להודות אנדריאה הירח ואת ד ר שרה אנדרס. בקריאה ביקורתית של כתב היד הזה.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
Molecular Cloning of Nsa1
pMBP2 parallel vectorSheffield et al, Protein Expression and Purification 15, 34-39 (1999)We used a modified version of pMBP2 which included an N-terminal His-tag (pHMBP)
S. cerevisiae genomic DNAATCC204508D-5
Primers for cloning Nsa1
SC_Nsa1_FLFwIDTCGC CAA AGG CCT
ATGAGGTTACTAGTCAGCTGTGT
GGATAG
SC_Nsa1_FLRvIDTAATGCAGCGGCCGCTCAAATTTT
GCTTTTCTTACTGGCTTTAGAAGC
AGC
SC_Nsa1_DeltaCFwIDTGGGCGCCATGGGATCCATGAGG
TTACTAGTCAGCTGTGTGG
SC_Nsa1_DeltaCRvIDTGATTCGAAAGCGGCCGCTTAAAC
CTTCCTTTTTTGCTTCCC
Recombinant Protein Production and Purification of Nsa1
Escherichia coli BL21 (DE3) Star CellsInvitrogenC601003
pMBP- NSA1 and various truncationsLo et al., 2017
SelenomethionineMolecular DimensionsMD12-503B
IPTG, Dioxane-FreePromegaV3953
EDTA Free Protease Inhibitor CocktailSigma-Aldrich4693159001
Sodium ChlorideCaledon Laboratory Chemicals7560-1-80
Magnesium Chloride hexahydrateSigma-AldrichM2670
Tris Buffer, 1 M pH7.5KD MedicalRGF-3340
GlycerolInvitrogen15514-029
beta-mercaptoethanolSigmaM6250
1M Imidazole, pH 8.0TeknovaI6980-06
Talon Affinity ResinClonetech635503
Amicon Ultra 15 mL Centrifugal Filter (MWCO 10K)MilliporeUFC901024
HiLoad 16/600 Superdex 200 Prep Grade Gel Filtration ColumnGE-Healthcare28989335
TEV ProteasePrepared by NIEHS Protein Expression CoreExpression plasmid provided by NCI (Tropea et al. Methods Mol Biology, 2009)
4-15% Mini-PROTEAN TGX Precast Protein GelsBioRad456-8056
Crystallization, Proteolytic Screening
Crystal ScreenHampton ResearchHR2-110
Crystal Screen 2Hampton ResearchHR2-112
Salt RxHampton ResearchHR2-136
Index  ScreenHampton ResearchHR2-144
PEG/Ion ScreenHampton ResearchHR2-139
JCSG+Molecular DimensionsMD1-37
Wizard Precipitant Synergy Molecular DimensionsMD15-PS-T
Swissci 96-well 3-drop UVP sitting drop platesTTP Labtech4150-05823
3inch Wide Crystal Clear Sealing TapeHampton ResearchHR4-506
Proti-Ace KitHampton ResearchHR2-429
PEG 1500Molecular DimensionsMD2-100-6
PEG 400Molecular DimensionsMD2-100-3
HEPES/sodium hydroxide pH 7.5Molecular DimensionsMD2-011-
Sodium Citrate tribasicMolecular DimensionsMD2-100-127
22 mm x 0.22 mm Siliconized CoverslidesHampton ResearchHR3-231
24 Well Plates with sealant (VDX Plate with Sealant)Hampton ResearchHR3-172
 18 mM Mounted Nylon Loops (0.05 mm to 0.5 mM)Hampton ResearchHR4-945, HR4-947, HR4-970, HR4-971
Seed Bead KitHampton ResearchHR2-320
Magnetic Crystal CapsHampton ResearchHR4-779
Magnetic Cryo WandHampton ResearchHR4-729
Cryogenic Foam DewarHampton ResearchHR4-673
Crystal Puck SystemMiTeGenM-CP-111-021
Full Skirt 96 well Clear PlateVWR10011-228
AxyMat Sealing MatVWR10011-130
Equipment
UVEX-mJAN Scientific, Inc.
Nanodrop Lite SpectrophotometerThermo-Fisher
Mosquito RobotTTP Labtech
Software/Websites
HKL2000Otwinoski and Minor, 1997
PhenixAdams et al., 2010
CootEmsley et al., 2010
ATSASPetoukhov et al., 2012https://www.embl-hamburg.de/biosaxs/atsas-online/
ScatterRambo and Tainer, 2013
PymolThe PyMOL Molecular Graphics System, Version 1.8 Schrödinger, LLC.
BUNCHPetoukhov and Svergun, 2005
CRYSOLSvergun et al, 1995
PRIMUSKonarev et al, 2003
EOMTria et al, 2015

References

  1. Thomson, E., Ferreira-Cerca, S., Hurt, E. Eukaryotic ribosome biogenesis at a glance. J Cell Sci. 126 (Pt 21), 4815-4821 (2013).
  2. Woolford, J. L., Baserga, S. J. Ribosome biogenesis in the yeast Saccharomyces cerevisiae. Genetics. 195 (3), 643-681 (2013).
  3. Kressler, D., Hurt, E., Bassler, J. A Puzzle of Life: Crafting Ribosomal Subunits. Trends Biochem Sci. , (2017).
  4. Tomecki, R., Sikorski, P. J., Zakrzewska-Placzek, M. Comparison of preribosomal RNA processing pathways in yeast, plant and human cells - focus on coordinated action of endo- and exoribonucleases. FEBS Lett. , (2017).
  5. Kressler, D., Hurt, E., Bassler, J. Driving ribosome assembly. Biochim Biophys Acta. 1803 (6), 673-683 (2010).
  6. Kressler, D., Roser, D., Pertschy, B., Hurt, E. The AAA ATPase Rix7 powers progression of ribosome biogenesis by stripping Nsa1 from pre-60S particles. J Cell Biol. 181 (6), 935-944 (2008).
  7. Hiraishi, N., Ishida, Y., Nagahama, M. AAA-ATPase NVL2 acts on MTR4-exosome complex to dissociate the nucleolar protein WDR74. Biochem Biophy Res Co. 467 (3), 534-540 (2015).
  8. Maserati, M., et al. Wdr74 is required for blastocyst formation in the mouse. PLoS One. 6 (7), e22516 (2011).
  9. Weinhold, N., Jacobsen, A., Schultz, N., Sander, C., Lee, W. Genome-wide analysis of noncoding regulatory mutations in cancer. Nat Genet. 46 (11), 1160-1165 (2014).
  10. Lo, Y. H., Romes, E. M., Pillon, M. C., Sobhany, M., Stanley, R. E. Structural Analysis Reveals Features of Ribosome Assembly Factor Nsa1/WDR74 Important for Localization and Interaction with Rix7/NVL2. Structure. 25 (5), 762-772 (2017).
  11. Lander, G. C., Saibil, H. R., Nogales, E. Go hybrid: EM, crystallography, and beyond. Curr Opin Struc Biol. 22 (5), 627-635 (2012).
  12. Putnam, C. D., Hammel, M., Hura, G. L., Tainer, J. A. X-ray solution scattering (SAXS) combined with crystallography and computation: defining accurate macromolecular structures, conformations and assemblies in solution. Q Rev Biophys. 40 (3), 191-285 (2007).
  13. Jaskolski, M., Dauter, Z., Wlodawer, A. A brief history of macromolecular crystallography, illustrated by a family tree and its Nobel fruits. FEBS J. 281 (18), 3985-4009 (2014).
  14. Zheng, H., et al. X-ray crystallography over the past decade for novel drug discovery - where are we heading next?. Expert Opin Drug Dis. 10 (9), 975-989 (2015).
  15. Kikhney, A. G., Svergun, D. I. A practical guide to small angle X-ray scattering (SAXS) of flexible and intrinsically disordered proteins. FEBS Lett. 589 (19 Pt A), 2570-2577 (2015).
  16. Bernado, P., Mylonas, E., Petoukhov, M. V., Blackledge, M., Svergun, D. I. Structural characterization of flexible proteins using small-angle X-ray scattering. J Am Chem Soc. 129 (17), 5656-5664 (2007).
  17. Sheffield, P., Garrard, S., Derewenda, Z. Overcoming expression and purification problems of RhoGDI using a family of "parallel" expression vectors. Protein Expres Purif. 15 (1), 34-39 (1999).
  18. Doublie, S. Preparation of selenomethionyl proteins for phase determination. Methods Enzymol. 276, 523-530 (1997).
  19. Tropea, J. E., Cherry, S., Waugh, D. S. Expression and purification of soluble His(6)-tagged TEV protease. Methods Mol Biol. 498, 297-307 (2009).
  20. Wlodawer, A., Minor, W., Dauter, Z., Jaskolski, M. Protein crystallography for aspiring crystallographers or how to avoid pitfalls and traps in macromolecular structure determination. FEBS J. 280 (22), 5705-5736 (2013).
  21. Otwinowski, Z., Minor, W. Processing of X-ray diffraction data collected in oscillation mode. Macromolecular Crystallography, Pt A. 276, 307-326 (1997).
  22. Adams, P. D., et al. PHENIX: a comprehensive Python-based system for macromolecular structure solution. Acta Crystallogr D. 66 (Pt 2), 213-221 (2010).
  23. Winn, M. D., et al. Overview of the CCP4 suite and current developments. Acta Crystallogr D. 67 (Pt 4), 235-242 (2011).
  24. Terwilliger, T. C., et al. Decision-making in structure solution using Bayesian estimates of map quality: the PHENIX AutoSol wizard. Acta Crystallographica Section D. 65, 582-601 (2009).
  25. Emsley, P., Lohkamp, B., Scott, W. G., Cowtan, K. Features and development of Coot. Acta Crystallogr D. 66 (Pt 4), 486-501 (2010).
  26. Afonine, P. V., et al. Towards automated crystallographic structure refinement with phenix.refine. Acta Crystallogr D. 68 (Pt 4), 352-367 (2012).
  27. McCoy, A. J. Solving structures of protein complexes by molecular replacement with Phaser. Acta Crystallogr D. 63 (Pt 1), 32-41 (2007).
  28. McCoy, A. J., et al. Phaser crystallographic software. J Appl Crystallogr. 40 (Pt 4), 658-674 (2007).
  29. Dyer, K. N., et al. High-throughput SAXS for the characterization of biomolecules in solution: a practical approach. Methods Mol Biol. 1091, 245-258 (2014).
  30. Forster, S., Apostol, L., Bras, W. Scatter: software for the analysis of nano- and mesoscale small-angle scattering. J Appl Crystallogr. 43, 639-646 (2010).
  31. Petoukhov, M. V., et al. New developments in the ATSAS program package for small-angle scattering data analysis. J Appl Crystallogr. 45, 342-350 (2012).
  32. Konarev, P. V., Volkov, V. V., Sokolova, A. V., Koch, M. H. J., Svergun, D. I. PRIMUS: a Windows PC-based system for small-angle scattering data analysis. J Appl Crystallogr. 36, 1277-1282 (2003).
  33. Svergun, D. I. Determination of the Regularization Parameter in Indirect-Transform Methods Using Perceptual Criteria. J Appl Crystallogr. 25, 495-503 (1992).
  34. Rambo, R. P., Tainer, J. A. Accurate assessment of mass, models and resolution by small-angle scattering. Nature. 496 (7446), 477-481 (2013).
  35. Petoukhov, M. V., Svergun, D. I. Global rigid body modeling of macromolecular complexes against small-angle scattering data. Biophys J. 89 (2), 1237-1250 (2005).
  36. Tria, G., Mertens, H. D., Kachala, M., Svergun, D. I. Advanced ensemble modelling of flexible macromolecules using X-ray solution scattering. IUCrJ. 2 (Pt 2), 207-217 (2015).
  37. Svergun, D., Barberato, C., Koch, M. H. J. CRYSOL - A program to evaluate x-ray solution scattering of biological macromolecules from atomic coordinates. J Appl Crystallogr. 28, 768-773 (1995).
  38. . The PyMOL Molecular Graphics System Version 1.8 Available from: https://pymol.org (2015)
  39. Pelikan, M., Hura, G. L., Hammel, M. Structure and flexibility within proteins as identified through small angle X-ray scattering. Gen Physiol Biophys. 28 (2), 174-189 (2009).
  40. Deller, M. C., Kong, L., Rupp, B. Protein stability: a crystallographer's perspective. Acta Crystallogr F. 72 (Pt 2), 72-95 (2016).
  41. Hinsen, K. Structural flexibility in proteins: impact of the crystal environment. Bioinformatics. 24 (4), 521-528 (2008).
  42. Shtykova, E. V., et al. Structural analysis of influenza A virus matrix protein M1 and its self-assemblies at low pH. PLoS One. 8 (12), e82431 (2013).
  43. Mallam, A. L., et al. Solution structures of DEAD-box RNA chaperones reveal conformational changes and nucleic acid tethering by a basic tail. Proc Natl Acad Sci U S A. 108 (30), 12254-12259 (2011).
  44. Papaleo, E., et al. The Role of Protein Loops and Linkers in Conformational Dynamics and Allostery. Chem Rev. 116 (11), 6391-6423 (2016).
  45. Rozycki, B., Boura, E. Large, dynamic, multi-protein complexes: a challenge for structural biology. J Phys Condens Matter. 26 (46), 463103 (2014).
  46. Schlundt, A., Tants, J. N., Sattler, M. Integrated structural biology to unravel molecular mechanisms of protein-RNA recognition. Methods. 118, 119-136 (2017).
  47. Thompson, M. K., Ehlinger, A. C., Chazin, W. J. Analysis of Functional Dynamics of Modular Multidomain Proteins by SAXS and NMR. Methods Enzymol. 592, 49-76 (2017).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

131SAXSWD40Proteolysis

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved