Name: iterative optimization of dna duplexes for crystallization of seqa-dna complexes
Uploaded: 2012-11-01T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Iterative Optimization of DNA Duplexes for Crystallization of SeqA-DNA Complexes at JoVE.com

De auteurs willen de PXRR medewerkers bedanken bij de NSLS (Brookhaven National Laboratory) voor hulp tijdens het verzamelen van gegevens en Monica Pillon voor hulp bij DNA-zuivering. Dit werk werd ondersteund door de Canadese Institutes of Health Research (MOP 67189).

1. Protein Purification De flexibele linker die de N-(oligomerisatie) en C-terminal (DNA binding) domeinen van SeqA steun erkenning van hemimethylated GATC herhalingen gescheiden door een tot drie slagen op het DNA. Voor deze studie hebben we een dimere variant van SeqA (SeqAΔ (41-59)-A25R) met een puntmutatie in het N-terminale domein dat verdere oligomerisatie en verkorte linker die DNA binden tandem GATC herhaalt uitsluitend gescheiden beperkt voorkomt een slag op het DNA (Figuur 1...

<ol>
	<li>Campbell, J. L., Kleckner, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=E.+coli+oriC+and+the+dnaA+gene+promoter+are+sequestered+from+dam+methyltransferase+following+the+passage+of+the+chromosomal+replication+fork.">E. coli oriC and the dnaA gene promoter are sequestered from dam methyltransferase following the passage of the chromosomal replication fork.</a> Cell. 62, 967-979 (1990).</li><li>Guarn&#233;, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Crystal+structure+of+a+SeqA-N+filament:+implications+for+DNA+replication+and+chromosome+organization.">Crystal structure of a SeqA-N filament: implications for DNA replication and chromosome organization.</a> Embo. J. 24, 1502-1511 (2005).</li><li>Brendler, T., Austin, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Binding+of+SeqA+protein+to+DNA+requires+interaction+between+two+or+more+complexes+bound+to+separate+hemimethylated+GATC+sequences.">Binding of SeqA protein to DNA requires interaction between two or more complexes bound to separate hemimethylated GATC sequences.</a> Embo. J. 18, 2304-2310 (1999).</li><li>Jordan, S. R., Whitcombe, T. V., Berg, J. M., Pabo, C. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Systematic+variation+in+DNA+length+yields+highly+ordered+repressor-operator+cocrystals.">Systematic variation in DNA length yields highly ordered repressor-operator cocrystals.</a> Science. 230, 1383-1385 (1985).</li><li>Tan, S., Hunziker, Y., Pellegrini, L., Richmond, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Crystallization+of+the+yeast+MATalpha2/MCM1/DNA+ternary+complex:+general+methods+and+principles+for+protein/DNA+cocrystallization.">Crystallization of the yeast MATalpha2/MCM1/DNA ternary complex: general methods and principles for protein/DNA cocrystallization.</a> J. Mol. Biol. 297, 947-959 (2000).</li><li>Rice, P. A., Yang, S., Mizuuchi, K., Nash, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Crystal+structure+of+an+IHF-DNA+complex:+a+protein-induced+DNA+U-turn.">Crystal structure of an IHF-DNA complex: a protein-induced DNA U-turn.</a> Cell. 87, 1295-1306 (1996).</li><li>Yang, W., Steitz, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Crystal+structure+of+the+site-specific+recombinase+gamma+delta+resolvase+complexed+with+a+34+bp+cleavage+site.">Crystal structure of the site-specific recombinase gamma delta resolvase complexed with a 34 bp cleavage site.</a> Cell. 82, 193-207 (1995).</li><li>Chung, Y. S., Brendler, T., Austin, S., Guarne, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+insights+into+the+cooperative+binding+of+SeqA+to+a+tandem+GATC+repeat.">Structural insights into the cooperative binding of SeqA to a tandem GATC repeat.</a> Nucleic Acids Res. , (2009).</li><li>Anderson, J., Ptashne, M., Harrison, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cocrystals+of+the+DNA-binding+domain+of+phage+434+repressor+and+a+synthetic+phage+434+operator.">Cocrystals of the DNA-binding domain of phage 434 repressor and a synthetic phage 434 operator.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 81, 1307-1311 (1984).</li><li>Timsit, Y., Moras, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DNA+self-fitting:+the+double+helix+directs+the+geometry+of+its+supramolecular+assembly.">DNA self-fitting: the double helix directs the geometry of its supramolecular assembly.</a> Embo J. 13, 2737-2746 (1994).</li><li>Chung, Y. S., Guarne, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Crystallization+and+preliminary+X-ray+diffraction+analysis+of+SeqA+bound+to+a+pair+of+hemimethylated+GATC+sites.">Crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of SeqA bound to a pair of hemimethylated GATC sites.</a> Acta Crystallogr Sect F Struct Biol Cryst Commun. 64, 567-571 (2008).</li><li>DeLano, W. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The PyMOL Molecular Graphic Systems. , (2002).</li></ol>

Een van de grootste uitdagingen in macromoleculaire X-ray kristallografie is het verkrijgen van diffractie kwaliteit kristallen. Bij eiwit of eiwit-DNA-complexen, is deze uitdaging door de extra variabelen die moeten worden geoptimaliseerd verergerd. Het wordt algemeen aangenomen dat de lengte van de DNA en de aanwezigheid van kleverige overhangen aan associatie van aangrenzende DNA-moleculen te verbeteren in een langere pseudo-duplex worden de belangrijkste parameters te optimaliseren. We hebben echter aangetoond dat d...

<table border="1"><tbody><tr><td> Naam van het reagens </td><td> Vennootschap </td><td> Catalogus # </td><td> Opmerkingen (optioneel) </td></tr><tr><td> TRIS </td><td> Bioshop </td><td> TRS003.5 </td><td></td></tr><tr><td> Ethyleendiaminetetraazijnzuur (EDTA) </td><td> Fisher Scientific </td><td> E478-500 </td><td></td></tr><tr><td> Dithiotheitrol (DTT) </td><td> Bio Basic Inc </td><td> DB0058 </td><td></td></tr><tr><td> NaCl </td><td> Bioshop </td><td> SOD002.10 </td><td></td></tr><tr><td> Glycerol </td><td> Caledon </td><td> 5,350-1 </td><td></td></tr><tr><td> Sucrose </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> S5016-500G </td><td></td></tr><tr><td> Natriumdodecylsulfaat (SDS) </td><td> Bioshop </td><td> SDS001.500 </td><td></td></tr><tr><td> Ureum </td><td> Bioshop </td><td> URE001.5 </td><td></td></tr><tr><td> 40% Bis 29:1 / acrylamide </td><td> Bio Basic Inc </td><td> A0007-500ml </td><td> Bewaar bij 4 ° C </td></tr><tr><td> Boorzuur </td><td> EMD </td><td> BX0865-1 </td><td></td></tr><tr><td> Xyleencyanol FF </td><td> Bio-Rad </td><td> 161-0423 </td><td></td></tr><tr><td> Broomfenolblauw </td><td> Bioshop </td><td> BR0222 </td><td></td></tr><tr><td> Dual Adjustable Verticale Gel System </td><td> CBC Scientific Company Inc </td><td> DASG-250 </td><td></td></tr><tr><td> Index kristallisatie scherm </td><td> Hampton Onderzoek </td><td> HR2-144 </td><td> Bewaar bij 4 ° C </td></tr><tr><td> Wizard I kristallisatie scherm </td><td> Emerald BioSystems </td><td> EBS-WIZ-1 </td><td> Bewaar bij 4 ° C </td></tr><tr><td> Wizard II kristallisatie scherm </td><td&gt; Emerald BioSystems </td><td> EBS-WIZ-2 </td><td> Bewaar bij 4 ° C </td></tr><tr><td> Classics kristallisatie scherm </td><td> Qiagen </td><td> 130701 </td><td> Bewaar bij 4 ° C </td></tr><tr><td> Intelliplate trays </td><td> Art Robbins Instruments </td><td> 102-0001-00 </td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Oplossingen Eiwitzuivering buffer: 100 mM TRIS pH 8, 2 mM EDTA, 2 mM DTT en 5% glycerol. Protein opslagbuffer: 20 mM Tris pH 8, 150 mM NaCl, 5 mM DTT, 0,5 mM EDTA en 5% glycerol. Gel loading mix: Voeg 20 g sucrose, 25 mg broomfenol blauw, 25 mg xyleencyanol FF, 1 ml van 10% w / v SDS en 10 ml 10X TBE 70 ml geautoclaveerd ddH 2 O. Roer met een lichte verwarming tot sucrose is opgelost en pas de laatstevolume van 100 ml met geautoclaveerd ddH 2 O. Bewaar bij 4 ° C. 2X laadbuffer: Voeg 11 g ureum aan 10 ml gel loading mix. Roer op een hete plaat tot ureum is opgelost. Aliquot in 2 ml buizen en bewaar bij 4 ° C. 10X mix PAGE: Mix 420,4 g ureum, 100 ml 10X TBE (geautoclaveerd), 250 ml 40% Bis 29:1 / acrylamide in ddH 2 O. Roer totdat er opgelost en zet het volume op 1 liter. Bewaar in donkere flessen bij 4 ° C. 10X TBE: Los 108 g Tris, 55 g boorzuur 9,3 g EDTA in 1 liter ddH 2 O. Autoclaaf en bewaar bij kamertemperatuur. Elutiebuffer: Verdun 8 ml van 5 M NaCl, 2 ml 1 M TRIS pH 7,5, 0,4 ml 0,5 M EDTA pH 8 over 200 ml ddH 2 O. Autoclaaf en bewaar bij kamertemperatuur. </td></tr></tbody></table&gt;

iterative optimization of dna duplexes for crystallization of seqa-dna complexes

Escherichia coli SeqA is een negatieve regulator van DNA replicatie die premature her-initiatie gebeurtenissen sequestering hemimethylated GATC clusters voorkomt in de oorsprong van replicatie 1. Voorbij de oorsprong, wordt SeqA vinden op de replicatie vorken, waar het onlangs gerepliceerd DNA organiseert in hogere geordende structuren 2. SeqA associeert slechts zwak met enkele GATC sequenties, maar het vormt een hoge affiniteit complexen met DNA duplexen met meerdere GATC sites. De minimale functionele en structurele eenheid SeqA een dimeer, daardoor verklarend de eis van ten minste twee sequenties GATC een hoge affiniteit complex met DNA hemimethylated 3. Bovendien, de SeqA architectuur met de oligomerisatie en DNA-bindende domeinen gescheiden door een flexibele linker, kan binden aan GATC herhalingen gescheiden door maximaal drie spiraalvormige bochten. Daarom begrijpen van de functie van SeqA op moleculair niveau heeft de structurele analysis van SeqA gebonden aan meerdere GATC sequenties. In eiwit-DNA kristallisatie kan DNA hebben een uitzonderlijke Geen effect op de verpakking interacties afhankelijk van de relatieve afmetingen en structuur van het eiwit en DNA. Als het eiwit is hoger dan de DNA of voetafdrukken meeste DNA, wordt de kristalpakking hoofdzakelijk gemedieerd door eiwit-eiwit interacties. Omgekeerd, wanneer het eiwit even groot of kleiner dan de DNA of slechts betrekking op een fractie van de DNA, DNA-DNA en DNA-eiwit interacties domineren kristalpakking. Daarom kristallisatie van eiwit-DNA-complexen vereist een systematische screening van DNA lengte 4 en DNA-uiteinden (stomp of overhang) 5-7. In dit rapport beschrijven we hoe te ontwerpen, te optimaliseren, te zuiveren en kristalliseren hemimethylated DNA duplexen met tandem GATC herhalingen in complex met een dimeer variant van SeqA (SeqAΔ (41 tot 59)-A25R) om kristallen geschikt voor structuurbepaling te verkrijgen.

Watch this Scientific Journal Video about Iterative Optimization of DNA Duplexes for Crystallization of SeqA-DNA Complexes at JoVE.com

Iterative Optimization of DNA Duplexes for Crystallization of SeqA-DNA Complexes

Kristalstructuur van eiwit-DNA-complexen kan inzicht verschaffen in eiwitfunctie, mechanisme, evenals de aard van de specifieke interactie. Hier rapporteren we hoe de lengte en sequentie uiteinden van duplex DNA optimaliseren voor co-kristallisatie met<em&gt; Escherichia coli</em&gt; SeqA, een negatieve regulator van replicatie-initiatie.

Iteratieve optimalisatie van DNA-duplexen voor kristallisatie van SeqA-DNA complexen

Escherichia coli SeqA is a negative regulator of DNA replication that prevents premature reinitiation events by sequestering hemimethylated GATC clusters ...

Research

JoVE Journal

Biology

Protein Crystallization for X-ray Crystallography

Eiwitkristallisatie voor X-ray kristallografie

Using the three-dimensional structure of biological macromolecules to infer how they function is one of the most important fields of modern biology. The ...

Crystallization of Membrane Proteins in Lipidic Mesophases

Kristallisatie van membraaneiwitten in lipide mesofasen

Membrane proteins perform critical functions in living cells related to signal transduction, transport and energy transformations, and, as such, are ...

High-throughput Crystallization of Membrane Proteins Using the Lipidic Bicelle Method

High-throughput Kristallisatie van membraaneiwitten Met behulp van de lipidische Bicelle Method

Membrane proteins (MPs) play a critical role in many physiological processes such as pumping specific molecules across the otherwise impermeable membrane ...

Use of a Robot for High-throughput Crystallization of Membrane Proteins in Lipidic Mesophases

Gebruik van een robot voor High-throughput Kristallisatie van membraaneiwitten in lipide mesofasen

Structure-function studies of membrane proteins greatly benefit from having available high-resolution 3-D structures of the type provided through ...

Optimization and Utilization of Agrobacterium-mediated Transient Protein Production in Nicotiana

Optimization and Utilization of Agrobacterium-mediated Transient Protein Production in Nicotiana

Optimalisatie en het gebruik van<em&gt; Agrobacterium</em&gt;-Gemedieerde Transient eiwitproductie in<em&gt; Nicotiana</em

Agrobacterium-mediated transient protein production in plants is a promising approach to produce vaccine antigens and therapeutic proteins within a short ...

AFM-based Mapping of the Elastic Properties of Cell Walls: at Tissue, Cellular, and Subcellular Resolutions

AFM-gebaseerde kaart brengen van de elastische eigenschappen van celwanden: op weefsel-, cellulair en Subcellulaire Resoluties

We describe a recently developed method to measure mechanical properties of the surfaces of plant tissues using atomic force microscopy (AFM) ...

Real-time Imaging of Single Engineered RNA Transcripts in Living Cells Using Ratiometric Bimolecular Beacons

Real-time beeldvorming van Single Engineered RNA-transcripten in levende cellen door gebruik Ratiometrische Bimoleculaire Beacons

The growing realization that both the temporal and spatial regulation of gene expression can have important consequences on cell function has led to the ...

Generation and Purification of Human INO80 Chromatin Remodeling Complexes and Subcomplexes

Generatie en zuivering van Human INO80 chromatine remodeling Complexen en subes

INO80 chromatin remodeling complexes regulate nucleosome dynamics and DNA accessibility by catalyzing ATP-dependent nucleosome remodeling. Human INO80 ...

Efficient Mammalian Cell Expression and Single-step Purification of Extracellular Glycoproteins for Crystallization

Efficiënte zoogdiercelexpressie en Single-step Zuivering van extracellulaire Glycoproteïnen voor kristallisatie

Production of secreted mammalian proteins for structural and biophysical studies can be challenging, time intensive, and costly. Here described is a time ...

DNA Electroporation, Isolation and Imaging of Myofibers

DNA Elektroporatie, Isolatie en beeldvorming van myofibers

Mature muscle has a unique structure that is amenable to live cell imaging. Herein, we describe the experimental protocol for expressing fluorescently ...