Une Nouvelle Vision De La Flexibilité De Domaine Dans Kinase E. Coli Adenylate Basé Sur Le Mode De Construction De Couplage (15) N Relaxation RMN

Journal of Molecular Biology. Jan, 2002  |  Pubmed ID: 11779236

Adénylate kinase d 'Escherichia coli (AKeco), constitué par une seule 23,6 kDa chaîne polypeptidique pliée en CORE domaines, et AMPbd LID, catalyse la réaction AMP + ATP -> 2ADP. Dans l'enzyme-ligand libre et les domaines AMPbd LID exécuter des mouvements de grande amplitude contrôle la liaison au substrat et la libération du produit pendant la catalyse. La flexibilité de domaine est étudiée ici avec la structure locale de détente lentement (LRS) de modèle pour (15) N détente. LRS représente rigoureusement pour le couplage entre les mouvements NH globales et locales à travers un potentiel local de commande exercée par la structure des protéines à la liaison NH. Les réoriente derniers à l'égard de ses environs protéines, qui réorienter sur l'échelle de temps plus lente associée à la protéine mondiale tumbling. AKeco diffuse au niveau mondial avec corrélation temporelle tau (m) = 15,1 ns, tandis que localement deux différents cas dynamiques l'emportent. Le CORE de domaine dispose de commande sur l'équilibre NH lien avec l'orientation des paramètres d'ordre, S (2), de 0,8 à 0,9 et locales temps de corrélation promotionnels, tau, principalement entre 5-130 ps. Cela représente une structure de la protéine classique rigide avec fluctuations rapides de faible amplitude NH. Les domaines AMPbd et fonctionnalité LID parallèle de petite taille (Z (M)) de commande de S (2): 0,2-0,5 qui peut être réinterprété comme perpendiculaire élevée (Y (M)) de la commande. M désigne l'ordre local / cadre de diffusion locale. Le mouvement local à propos de Z (M) est donnée par la protéine tau (parallèle) d'environ 5 ps et le mouvement local de l'efficacité Z (M) axe autour Y (M) par la protéine tau (perpendiculaire) = 6-11 ns. Z (M) est incliné à environ 20 degrés par rapport à la liaison NH. L'orientation de l'Y (M) peut être considéré comme l'axe parallèle à la C (alpha) (i-1)-C (alpha) (i) l'axe. Le tau (perpendiculaire) en mode reflète collectives nanosecondes peptide-avion motions, interprétables comme un mouvement de domaine. Un modèle nouveau et puissant de la protéine de flexibilité / domaine motion a été mis en place. Conformationnelle de change (R (ex)) traite accompagner le tau (perpendiculaire) mode. L'analyse LRS est comparée à la classique sans modèle d'analyse.

Détermination De La Structure Des Protéines Aide à Longue Distance Des Contraintes De Double-cohérence Quantique ESR: Etude De Lysozyme T4

Journal of the American Chemical Society. May, 2002  |  Pubmed ID: 11996571

Nous rapportons l'utilisation d'un roman pulsé technique ESR pour la mesure de la distance, basée sur la détection de double cohérence quantique (DQC), ce qui donne des spectres de haute qualité dipolaire, d'élargir considérablement l'éventail des distances mesurables dans les protéines à l'aide nitroxydes spin-étiquettes. Huit T4 lysozyme (T4L), des mutants doublement marquées avec méthanethiosulfonate spin-étiquette (MTSSL), ont été étudiés à l'aide DQC-ESR à 9 et 17 GHz. Les distances couvrent la gamme de 20 A pour le mutant 65/76-47 A pour le mutant 61/135. La haute qualité des spectres dipolaires permet également la détermination des distributions de distance, dont la largeur peut être utilisé pour fixer des limites supérieures et inférieures dans la stratégie de calcul avenir. Il est également démontré que la forme de ces distributions peut révéler la présence de conformations multiples de la spin-étiquette, une question de la pertinence critique pour l'interprétation structurale des distances. Les distances et les répartitions constatées dans cette étude sont facilement rationalisés en termes de structure cristalline connue, les conformères caractéristiques des chaînes latérales nitroxydes, et la modélisation moléculaire. Cette étude ouvre la voie à l'utilisation de DQC-ESR pour déterminer la structure tertiaire de protéines de grande taille avec seulement un petit nombre de contraintes à longue distance.

Flexibilité De Domaine Dans Kinase Escherichia Adenylate Ligand-libre Et L'inhibiteur Lié Coli Basé Sur Une Analyse Des Modes De Couplage De La Relaxation Spin 15N

Biochemistry. May, 2002  |  Pubmed ID: 12009888

Adénylate kinase d &#39;Escherichia coli (AKeco), consistant en une chaîne polypeptidique de 23,6 kDa pliée en CORE domaines, AMPbd, et LID catalyse la réaction AMP + ATP &lt;-&gt; 2ADP. Les domaines AMPbd et LID exécuter des mouvements de grande amplitude pendant la catalyse. La dynamique de réseau de base de ligand libre et AP (5) Un inhibiteur lié AKeco est étudié avec lentement se détendre structure locale (LRS) (15) N relaxation, une approche particulièrement adaptée lorsque l&#39;économie mondiale (tau (m)) et le local ( tau) mouvements sont susceptibles d&#39;être couplé. Pour AKeco tau (m) = 15,1 ns, tandis que pour AKeco * AP (5) Un tau (m) = 11,6 ns. Le domaine central de AKeco dispose d&#39;un paramètre d&#39;ordre en moyenne au carré, <S(2)> , De 0,84 et la corrélation fois tau (f) = 5-130 ps. La plupart des AP AKeco * (5) A caractéristiques du squelette <S(2)> = 0,90 et le tau (f) = 33 à 193 ps. Ces données sont indicatives de la rigidité relative. Domaines AMPbd et LID de AKeco, et des boucles bêta (1) / alpha (1), l&#39;alpha (2) / alpha (3), l&#39;alpha (4) / bêta (3), l&#39;alpha (5) / bêta (4), et beta (8) / alpha (7) de AKeco * AP (5) A, disposent d&#39;un nouveau type de flexibilité protéine constituée de réorientation plan nanoseconde peptide sur le C (i-1) (alpha)-C (i) (alpha) axe, avec le temps de corrélation tau (perpendiculaire) = 05.06 à 11.03 ns. Les autres paramètres qui sous-tendent ce modèle microdynamic dynamique comprennent S (2) = 0.13 à 0,5, tau (parallèle) sur l&#39;échelle de temps ps, et une version bêta d&#39;inclinaison de diffusion (MD) allant de 12 à 21 degrés. Pour l&#39;enzyme ligand sans le tau (perpendiculaire) le mode a été montré pour représenter le mouvement segmentaire de domaine, accompagné par des contributions de change de conformation R (ex) &lt;ou = 4,4 s (-1). Boucle alpha (4) / beta (3) et alpha (5) / beta (4) la dynamique de AKeco * AP (5) A est liée à la &quot;contre-balancement énergique de la liaison du substrat&quot; ​​effet apparemment de conduire la catalyse kinase. L&#39;autre souple AKeco * AP (5) A boucles peuvent se rapporter à la motion de domaine vers la libération du produit.

À Fréquence Variable étude RPE De Mn (2 +) Dopé NH (4) Cl (0,9) I (0,1) Monocristal à 9,6, 36 Et 249,9 GHz: Transition De Phase Structurale

Journal of Magnetic Resonance (San Diego, Calif. : 1997). Feb, 2003  |  Pubmed ID: 12615154

Multifréquences études d&#39;électrons sur l&#39;résonance paramagnétique Mn (2 +) d&#39;ions d&#39;impureté dans un mélange de NH monocristallin (4) Cl (0,9) I (0,1) ont été effectuées à 9,62 (X-bande) dans la plage de 120 à 295 K, à 35.87 (Q-bande) à 77 et 295 K, et à 249,9 GHz (bande de l&#39;infrarouge lointain) à 253 K. Les spectres à haut champ EPR à 249,9 GHz sont bien dans la limite haute du champ conduisant à une simplification considérable de la spectres et leur interprétation. Trois magnétiquement non équivalents, mais physiquement équivalent, Mn (2 +) des ions avec leurs respectifs magnétiques Z-axes orientés le long de la cristallographique [100], [010], [001] axes ont été observés. Montage simultané de positions sur la ligne EPR observées dans les bandes X, Q-, et de loin infra-rouges a été réalisée en utilisant une procédure des moindres carrés et à la diagonalisation de matrice pour estimer avec précision le Mn (2 +) spin-hamiltoniens paramètres. La variation de température des intensités largeur de raie et de crête à crête des lignes de REP indiquer la présence de lambda-transitions dans le mélange NH (4) Cl (0,9) I (0,1) de cristal à 242 K et 228 à celles observées dans le NH pur (4) Cl et NH (4) I cristaux, respectivement. Une analyse de superposition-modèle des paramètres de spin-hamiltoniens révèle que l&#39;environnement local de la Mn (2 +) d&#39;ions est considérablement réorganisé pour produire des champs de cristal axialement symétriques sur les respectifs axes Z des trois ions magnétiquement non équivalents en conséquence de l&#39; vacance créée en raison de frais de compensation lorsque le divalent Mn (2 +) pour un remplacement d&#39;ions monovalent NH (4) (+) d&#39;ions dans le NH (4) Cl (0,9) I (0.1) de cristal. Cette réorganisation est à peu près la même que celle observée dans le New Hampshire (4) Cl et NH (4) I monocristaux, bien que les deux derniers sont caractérisés par différents, simples cubes et cubique à faces centrées, les structures.

End-to-end De Corrélation Pour Une Chaîne C-12 Des Hydrocarbures

Journal of Magnetic Resonance (San Diego, Calif. : 1997). Feb, 2003  |  Pubmed ID: 12615159

Les 19F nucléaires spin-réseau constantes de vitesse de relaxation ont été mesurées en fonction de l&#39;intensité de champ magnétique pour le 1,12-diaminododécane marqué à une extrémité avec un radical nitroxyde et à l&#39;autre avec un groupe trifluorométhyle. Le profil relaxation magnétique de dispersion (MRD) signale la fonction de densité spectrale appropriée pour la fonction de corrélation de bout en bout pour la molécule doublement marquée. Après extrapolation à concentration nulle pour éliminer la contribution de relaxation intermoléculaire à la détente, le profil résultant MRD intramoléculaire a été comparé à des modèles de démarches plusieurs. Le modèle de rotation pour les fonctions de densité spectrale que dans les équations de Solomon-Bloembergen-Morgan ne décrit pas bien aux données. L&#39;ancien modèle de Freed pour la relaxation de spin nucléaire provoqué par un paramagnétique se diffusant librement co-soluté n&#39;est pas rigoureux pour ce cas en raison de la paramagnétique est attaché à la rotation observée nucléaire et seulement un espace restreint à proximité immédiate du spin nucléaire est accessible pour pseudo-traductionnelle de diffusion d&#39;une extrémité de la molécule par rapport à l&#39;autre. Une généralisation du modèle de Torrey pour la relaxation magnétique par diffusion translationnelle développé par Nevzorov et Freed, qui inclut l&#39;effet des restrictions imposées par la longueur finie de la chaîne, décrit l&#39;expérience au sein des erreurs expérimentales. Une simple modification du modèle de Hwang-Freed qui ne couvre pas spécifiquement les effets dynamiques de l&#39;attache finie fournit également une bonne approximation des données lorsque la chaîne d&#39;attache est suffisamment longue.

Une étude 2D-ELDOR Du Liquide Phase Ordonnée Dans Les Membranes Des Vésicules Multilamellaires

Biophysical Journal. Apr, 2003  |  Pubmed ID: 12668470

2D-ELDOR spectroscopie a été utilisée pour étudier la structure dynamique du liquide ordonnée (Lo) de phase par rapport à celle du liquide-cristallin (Lc) de phase dans des vésicules phospholipidiques multibilayer sans (Lc) et avec (Lo) le taux de cholestérol, à l&#39;aide fin étiquettes de la chaîne et groupe de tête et de spin-étiquetés cholestane. Les spectres sont dans la plupart des cas jugés radicalement différente pour ces deux phases. Ainsi, l&#39;inspection visuelle des spectres 2D-ELDOR fournit un moyen commode de distinguer les deux phases dans les membranes. Une analyse détaillée montre que ces observations sont dues à la commande a augmenté dans la phase de Lo et les taux de réorientation modifiés. Dans la phase Lo, des chaînes acyles subir une diffusion plus rapide de rotation et supérieur commande que dans la phase Lc, tandis spin marqué pièces cholestane lente diffusion et de rotation plus élevée de la commande. D&#39;autre part, le groupe de tête choline dans la phase Lo présente rapidement le mouvement et réduit, mais remanié par rapport à la commande de la phase Lc. Les taux microscopiques diffusion translationnelle dans la phase de Lo sont sensiblement réduites en présence de cholestérol. Ces résultats sont comparés avec les études précédentes, et un modèle cohérent est prévu pour les interpréter en termes de différences dans la structure dynamique des phases Lo et Lc.

Lipid-gramicidine Interactions: Structure Dynamique De La Frontière Par Des Lipides 2D-ELDOR

Biophysical Journal. May, 2003  |  Pubmed ID: 12719265

L&#39;utilisation de 2D-électrons électrons double résonance (2D-ELDOR) pour la caractérisation du lipide limite dans des vésicules membranaires de DPPC et gramicidine A &#39;(GA) est rapporté. Nous montrons que la 2D-ELDOR, avec sa résolution spectrale accrue à structure dynamique par rapport à onde continue résonance de spin électronique, fournit un moyen fiable et utile d&#39;étudier les interactions protéines-lipides. Les spectres 2D-ELDOR du marqueur de spin de fin de chaîne de 16 PC dans DPPC / GA vésicules est composé de deux composants, qui sont affectés à des lipides en vrac avec des pics (automobile tranchants et crosspeaks) et les lipides de délimitation (avec auto large pics). Leur distinction est la plus claire pour des températures plus élevées et des concentrations plus élevées GA. L&#39;analyse quantitative de ces spectres montre mouvements relativement rapides et très faibles de commande pour la chaîne de fin des lipides en vrac, tandis que les lipides limites montrent très élevé &quot;y-commande» et lents mouvements. Le y commander représente une flexion dynamique à la fin de la chaîne acyle limite lipidique, qui peut enduire les molécules GA. Ces résultats sont cohérents avec les études antérieures effectuées par Ge et Freed (1999) en utilisant à onde continue résonance de spin électronique, soutenant ainsi leur modèle pour l&#39;AG d&#39;agrégation et H (II) la formation de phase pour des concentrations élevées GA. Amélioration des méthodes instrumentales et la simulation ont été utilisées.

Phases Ordonné Et Désordonné Coexist Dans Des Vésicules Membrane Plasmique Des Cellules De Mât RBL-2H3. Une étude ESR

Biophysical Journal. Aug, 2003  |  Pubmed ID: 12885671

Quatre marqueurs de spin de la chaîne et un spin-cholestane étiquetés ont été utilisés pour étudier la structure dynamique de la membrane plasmique des vésicules (PMV) préparé à partir de mastocytes RBL-2H3 à des températures allant de 22 ° C à 45 ° C. L&#39;analyse montre que les spectres les plus de étiquettes se composent de deux éléments. Les composants spectraux abondantes présentent commande substantielle qui est intermédiaire entre celle d&#39;un liquide ordonnée (Lo) de phase, et que d&#39;un liquide-cristallin (Lc) de phase représentée par des membranes modèles. En outre, les taux de diffusion de rotation des marqueurs de spin sont comparables à ceux de la phase de Lo. En revanche, la commande pour les composants les moins abondantes est beaucoup plus faible. Ces résultats indiquent qu&#39;une région Lo-like ou de phase (la composante abondante) et une région Lc-like ou de phase (la composante la moins abondante) coexistent dans le PMV. En revanche, les membranes reconstituées à partir de lipides extraits présentent la phase la plus ordonnée que. Ceci suggère que les protéines associées aux membranes sont importantes pour la coexistence de régions Lo-like et Lc-like dans la membrane plasmique. En outre, la liaison de la protéine myristoylée, ARF6 à PMV, conduit à une nouvelle composante spectrale pour une étiquette de spin groupe de tête des lipides qui indique la formation de défauts membrane plasmique par cette GTPase de bas poids moléculaire.

Haute Résolution Electron Microscopy Résonance De Spin

Journal of Magnetic Resonance (San Diego, Calif. : 1997). Nov, 2003  |  Pubmed ID: 14568522

Microscopie RMN est régulièrement employé dans les domaines de la science comme la biologie, la botanique et la science des matériaux d&#39;observer les paramètres magnétiques et des phénomènes de transport dans les structures à petite échelle. Malgré les efforts considérables, la résolution de cette méthode est limitée (&gt; 10 microm pour des temps d&#39;acquisition courts), et ne peut donc répondre à plusieurs questions clés dans ces domaines. Nous montrons, par la prédiction théorique et expériences initiales, que la microscopie ESR, bien que beaucoup moins développé, peut améliorer les limites de résolution de la RMN, et entreprendre avec succès le défi 1 mum résolution. Nos prédictions théoriques démontrer que la technologie existante ESR, avec pointe de sonde d&#39;imagerie conception (résonateur et les bobines de gradient), en utilisant des solutions de étroites radicaux largeur de raie (la famille trityle), devrait produire 64 x 64 pixels des images 2D (avec de sélection de coupe z) avec une résolution de 1 x 1 x 10 microm à environ 60 GHz en moins de 1h de l&#39;acquisition. Nos résultats de l&#39;imagerie initiales, menées par CW ESR en bande X, de soutenir ces prédictions théoriques et déjà améliorer le précédemment rapporté l&#39;état de l&#39;art pour la résolution de l&#39;image 2D ESR atteindre environ 10 x 10 mum, en seulement quelques minutes de l&#39;acquisition le temps. Nous analysons comment les progrès futurs, qui comprend des résonateurs améliorés, augmentation de la fréquence de la mesure, et des techniques avancées pulsés, devrait atteindre l&#39;objectif de la résolution du micron.

Interactions Hydratation, La Structure, Et Moléculaire Dans La Région De Groupe De Tête De Bicouches Dioléoylphosphatidylcholine: Une étude De Résonance Paramagnétique électronique

Biophysical Journal. Dec, 2003  |  Pubmed ID: 14645091

La relation entre l&#39;hydratation et la structure bicouche dynamique de groupes de tête et de l&#39;eau dans des vésicules multilamellaires interbilayer est étudiée par des méthodes de résonance de spin électronique. Des variations de température de l&#39;ordre de paramètre d&#39;un spin groupe de tête étiquette DPP-tempo en DOPC dans l&#39;eau en excès et partiellement déshydratée (10% en poids d&#39;eau) afficher un motif de point de rebroussement similaire autour de la transition de phase principale, Tc. Ce modèle est semblable à ceux des variations de température de la scission quadrupolaire de interbilayer D2O dans le PC et bicouches PE précédemment mesurées par RMN 2H, ce qui indique que la commande du groupe de tête et de l&#39;eau interbilayer sont corrélés. Le motif de point de rebroussement comme de ces derniers et d&#39;autres propriétés physiques autour de Tc sont évocateurs des fluctuations quasicritical. En outre, une augmentation (une diminution) en ordonnant de la DPP-Tempo est corrélée avec de l&#39;eau sortir de la région interbilayer (en) dans (de) la phase de l&#39;eau en vrac à proximité du point de congélation, Tf. Ajout de cholestérol diminue Tf, qui reste le point de commande groupe de tête augmente. Utilisation de la sonde de spin petite soluble dans l&#39;eau 4-PT, il est montré que la commande de l&#39;eau augmente avec la déshydratation interbilayer bicouche. Il est suggéré que l&#39;augmentation de la commande dans la région interbilayer, ce qui implique une baisse de l&#39;entropie, sera elle-même conduire à la déshydratation en outre de la région interbilayer jusqu&#39;à sa pression abaissée résiste à l&#39;écoulement en outre, c&#39;est à dire, un phénomène osmotique.

Mesure De Grandes Distances Dans Biomolécules En Utilisant Le Double-quantique De Spin électronique Filtré Recentrée-échos

Journal of the American Chemical Society. Jun, 2004  |  Pubmed ID: 15212500

Il est montré comment la nouvelle technique de double-quantique de spin électronique filtrée recentré les échos est une amélioration significative par rapport à double quantique ESR cohérence, car elle augmente le temps d&#39;acquisition expérimentale. Ceci permet la mesure de longues distances dans des biomolécules bilabeled. Le procédé est en évidence sur un long double brin de type A ARN, marqué tourner aux deux extrémités. La distance mesurée de 72 A est en excellent accord avec la modélisation moléculaire.

Enrichissement Du Réticulum Endoplasmique Avec Le Cholestérol Inhibe Sarcoplasmique-endoplasmique Réticulum Calcium ATPase-2b Activité En Parallèle à L&#39;ordonnance Accrue Des Lipides Membranaires: Implications De L&#39;épuisement Des Réserves De Calcium Endoplasmique Réticulum Et L&#39;apoptose Dans Les Taux De Cholestérol Chargés Macrophages

The Journal of Biological Chemistry. Aug, 2004  |  Pubmed ID: 15215242

Les macrophages dans les lésions athéroscléreuses avancées accumuler de grandes quantités de non estérifié, ou «libre», le taux de cholestérol (FC). FC accumulation induit l&#39;apoptose des macrophages, ce qui contribue probablement à la déstabilisation de plaque. L&#39;apoptose est déclenchée par l&#39;enrichissement de l&#39;réticulum endoplasmique (RE) avec le FC, ce qui entraîne l&#39;épuisement des réserves de calcium ER, et l&#39;induction de la réponse des protéines déplié. Pour expliquer le mécanisme de l&#39;épuisement de calcium ER, nous émettons l&#39;hypothèse que l&#39;enrichissement FC de la membrane normalement le taux de cholestérol-pauvres ER inhibe la pompe à calcium macrophages ER, le calcium du réticulum sarcoplasmique-endoplasmique ATPase-2b (SERCA2b). L&#39;enrichissement des membranes FC ER à un niveau similaire à celui observé in vivo inhibe à la fois l&#39;activité ATPase et la séquestration du calcium de SERCA2b. Enrichissement de l&#39;ER avec ent-cholestérol ou 14:00-18:00 phosphatidylcholine, qui possèdent des propriétés de membrane de commande de cholestérol, ont aussi inhibé SERCA2b. En outre, à différents niveaux d&#39;enrichissement des membranes FC ER, il y avait une corrélation très étroite entre l&#39;ordre membrane lipidique croissante, telle que mesurée par 16 doxyle-phosphatidycholine résonance de spin électronique, et l&#39;inhibition SERCA2b. Compte tenu de ces données, nous pensons que SERCA2b, une protéine de conformation active avec 11 membrane couvrant les régions, perd sa fonction en raison de la diminution la liberté de conformation FC-ordonnées membranes. Ce modèle biophysique peuvent sous-tendre le lien critique entre l&#39;excès de cholestérol, déplié induction de réponse de protéines, la mort des macrophages, et la déstabilisation de plaque dans l&#39;athérosclérose avancée.

Spin-étiquetés Gramicidine A: Formation D&#39;un Canal Et De Dissociation

Biophysical Journal. Nov, 2004  |  Pubmed ID: 15326023

Gramicidine A a été étudiée par résonance des ondes de spin électronique continue (CW-ESR) et en double-quantique de résonance de spin électronique cohérence (DQC-ESR) dans les membranes lipidiques (en utilisant plusieurs échantillons qui ont été alignées par macroscopiquement isopotentiel au sèche-linge ultracentrifugation) et des vésicules. En tant que groupe rapporteur, le nitroxyde de spin-étiquette a été attaché à l&#39;extrémité C-terminale produisant le spin-marqué produit (GASL). Spectres de RPE de membranes alignées contenant spectacle GASL orientation forte dépendance. Dans les membranes DPPC et DSPC à la température ambiante la forme spectrale est compatible avec commande élevée, qui, en conjonction avec la polarité observée élevé de l&#39;environnement du nitroxyde, est interprétée en termes de la fraction nitroxyde étant proche de la surface de la membrane. En revanche, les spectres de GASL dans les membranes DMPC indiquent profonde intégration et l&#39;inclinaison du groupe NO. Le spectre GASL dans la membrane DPPC moins 35 degrés C (le gel à transition de phase Pbeta) présente des changements brusques, et au-dessus de cette température devient similaire à celle de DMPC. Le spectre de dipolaire DQC-ESR indique clairement la présence de paires dans les membranes DMPC. Ce n&#39;est pas le cas pour la DPPC, congelé rapidement de la phase de gel, mais il ya des indices d&#39;agrégation. La distance interspin dans les paires est de 30,9 A, en bon accord avec les estimations pour le dimère tête-à-tête GASL (la conformation de formation de canal), ce qui correspond à l&#39;épaisseur hydrophobe de la bicouche de DMPC. Les deux DPPC et DSPC, apparemment en raison de l&#39;inadéquation entre la longueur hydrophobe dimère et épaisseur de la bicouche, ne favorisent pas la formation d&#39;un canal dans la phase gel. Dans les phases Pbeta et Lalpha de DPPC (supérieure à 35 degrés C) les formes dimères de canaux, comme en témoigne le spectre DQC-ESR dipolaire après congélation rapide. Il est associé à une expansion latérale de molécules lipidiques et une diminution concomitante de l&#39;épaisseur bicouche, qui réduit le décalage hydrophobe. Une comparaison avec des études de la formation de dimères par d&#39;autres techniques physiques indique l&#39;opportunité d&#39;utiliser de faibles concentrations de GA (environ 0,4 à 1% en mole) accessibles à des méthodes ESR employées dans l&#39;étude, car cela donne des canaux dimères non-interaction.

Dynamique De La Structure Moléculaire De La DPPC-DLPC-cholestérol Système Lipidique Ternaire Par Spin Label Résonance De Spin électronique

Biophysical Journal. Oct, 2004  |  Pubmed ID: 15454445

Le mélange ternaire hydraté lipidique lamellaire dipalmitoyl-PC/dilauroyl-PC/cholesterol (DPPC / DLPC / Chol) a été étudiée par résonance de spin électronique (ESR) pour révéler la structure dynamique au niveau moléculaire des différentes phases qui existent et coexistent sur pratiquement toute la gamme de composition. Les spectres de plus de 100 compositions différentes à température ambiante ont été analysés par les moindres carrés non linéaires s&#39;adaptant à fournir les taux de diffusion de rotation et les paramètres de commande du phospholipide fin de la chaîne étiquetés 16-PC. La variation des spectres de RPE exposition importante en fonction de la composition, même si les phases respectives diffèrent généralement assez modestement les uns des autres. Le Lalpha et phases Lbeta sont clairement distinguées, avec l&#39;ancien ordre présentant sensiblement plus bas et des taux plus élevés motionnelle, tandis que la phase bien définie Lo présente la plus grande commande et relativement rapide des taux de la mobilité. En règle générale, les petites variations se produisent au sein d&#39;une phase donnée. L&#39;analyse spectrale ESR donne aussi les limites de phase et les régions de coexistence qui se trouvent être compatibles avec les résultats antérieurs de méthodes de fluorescence, bien que de nouvelles fonctionnalités se trouvent. Régions de coexistence de phases étaient, dans certains cas confirmés par l&#39;observation de l&#39;existence de points isosbestiques dans les spectres d&#39;absorption ESR mode à partir des phases. Les propriétés dynamiques de structure de la Lbeta DPPC et riche en phases riches en DLPC Lalpha, dans leur région de coexistence des deux phases ne change pas avec la composition le long d&#39;une cravate en ligne, mais le rapport des deux phases suit la règle levier selon thermodynamique principes. L&#39;analyse montre que 16 PC spin-étiquettes des partitions de manière presque égale entre le Lalpha et phases Lbeta, ce qui en fait une sonde utile pour étudier ces phases coexistantes. Étude approfondie des régions de coexistence de deux phases nécessite la détermination de conodes, qui ont été approchée dans cette étude. Toutefois, on suggère une méthode pour déterminer avec précision les conodes par ESR.

La Détermination Des Distributions De Distance Paire Par ESR Pulsé Utilisant Régularisation De Tikhonov

Journal of Magnetic Resonance (San Diego, Calif. : 1997). Feb, 2005  |  Pubmed ID: 15649755

Pulsés techniques ESR avec l&#39;aide du site-dirigé marquage de spin sont avérés utiles en fournissant des informations uniques sur les protéines de structure. La détermination des distributions de distance dans des paires de spin électronique directement à partir de l&#39;évolution dans le temps dipolaire des signaux pulsés par ESR moyen du procédé de régularisation de Tikhonov est signalé. Les difficultés liées à inverser cette numériquement problème mal posé mathématique sont clairement illustrées. La régularisation de Tikhonov avec le paramètre de régularisation déterminé par le critère L-courbe est ensuite décrit et testé pour en confirmer l&#39;exactitude et la fiabilité. La méthode est appliquée à des résultats expérimentaux récents sur les protéines doublement marquées qui ont été étudiés en utilisant deux techniques pulsées ESR, double cohérence quantique (DQC) ESR et double résonance électron-électron (CERF). Les distributions de distance extraits sont en mesure de fournir de précieuses informations sur les contraintes de conformation dans les différents états partiellement repliés des protéines. Cette étude fournit une méthode mathématique fiable pour extraire les distributions de paires de pulsés ESR données expérimentales et a étendu l&#39;utilisation de l&#39;ESR pulsée pour fournir des résultats de plus grande valeur pour la biologie structurale.

Nouvelle Méthode Pour Déterminer Conodes En Phases Coexistantes Membrane En Utilisant Spin Label ESR

Biochimica Et Biophysica Acta. Feb, 2005  |  Pubmed ID: 15670735

Une description complète de phases coexistantes comprend leurs compositions respectives, qui sont fournis par la thermodynamique conodes. La microscopie à fluorescence permet de visualiser les phases coexistantes de lipides dans géantes unilamellaires phases, mais les informations de composition est manquant. Pour les mélanges de lipides contenant du cholestérol, la connaissance des compositions des phases coexistantes est important pour comprendre la nature de «radeaux membranaires». Nous proposons et démontrer une nouvelle méthode, basée sur la spectroscopie ESR, pour déterminer conodes dans les régions de deux phase de coexistence dans un mélange de lipides ternaire. Plus de 100 compositions différentes lipidiques contenant le phospholipide de spin-marqué 16-PC à ou près de la région de coexistence des deux phases du liquide désordonnée et les phases de gel de dipalmitoyl-PC/dilauroyl-PC/cholesterol (DPPC / DLPC / Chol) sont étudiés afin de déterminer cinq conodes, répartis sur pratiquement toute la gamme de cette région de coexistence. Le procédé est basé sur le fait que (1) le long d&#39;une cravate en ligne le spectre ESR doit être une superposition des deux spectres RSE des phases respectives uniques à des limites de phases (reliés par la traverse ligne) dans un rapport donné par la règle du levier; (2) le long d&#39;une cravate en ligne le coefficient de partage, K (p), pour le spin-étiquette, qui est aussi déterminé par notre méthode, doit être constante. Nous constatons que K (p) pour 16-PC est proche de l&#39;unité, mais sa valeur dépend de la cravate notamment en ligne. Les phases coexistantes en équilibre sont caractérisés par le K (p) du spin-label et de ses paramètres dynamiques respectives obtenu à partir de monter les spectres ESR à des modèles dynamiques.

Une étude à Température Variable EPR De Mn (2 +) Dopé NH (4) Cl (0,9) I (0,1) Monocristal à 170 GHz: Paramètre Fractionnement Zero-champ Et Son Signe Absolu

Journal of Magnetic Resonance (San Diego, Calif. : 1997). Jun, 2005  |  Pubmed ID: 15862243

EPR mesures ont été effectuées sur un monocristal de Mn (2 +) NH-dopée (4) Cl (0,9) I (0,1) à 170 GHz dans la plage de température de 4,2 K-312. Les spectres ont été analysés (i) pour estimer les paramètres spin-hamiltoniens; (ii) d&#39;étudier la variation de température du zéro-corps de décomposition (ZFS) paramètre; (iii) pour confirmer le signe négatif absolue du paramètre ZFS sans équivoque de les intensités relatives dépendant de la température de sextuors hyperfins à des températures inférieures à 10K, et iv) à détecter l&#39;apparition d&#39;une transition de phase structurelle dans 4.35K du changement dans la structure des lignes de REP avec température inférieure à 10K.

Entropie Maximale: Un Complément à La Régularisation De Tikhonov Pour La Détermination Des Distributions De Distance Par Paire Pulsé ESR

Journal of Magnetic Resonance (San Diego, Calif. : 1997). Dec, 2005  |  Pubmed ID: 16137901

Régularisation de Tikhonov (TIKR) a été démontrée comme une méthode puissante et précieuse pour la détermination des distributions de distance de spin-paires dans les biomolécules bi-étiquetés directement à partir de signaux pulsés ESR. TIKR est une méthode directe, qui ne nécessite aucune itération, et, par conséquent, offre une solution rapide et unique. Cependant, la distribution obtenue tend à présenter des excursions oscillatoires avec des parties négatives, en présence de bruit finie, en particulier dans les régions périphériques de la distribution. L&#39;entropie de Shannon-Jaynes d&#39;une distribution de probabilité fournit une valeur intrinsèque de non-négativité contrainte sur la distribution de probabilité et d&#39;une manière impartiale d&#39;obtenir des informations à partir des données incomplètes. Nous décrivons comment la méthode de régularisation du maximum d&#39;entropie (MEM) peuvent être appliquées pour résoudre la nature mal posé du signal dipolaire dans ESR pulsé. On s&#39;en servir pour supprimer les excursions négatifs de la répartition de distance et pour augmenter la tolérance au bruit dans le signal dipolaire. Des études de modèles et les données expérimentales sont étudiées, et ils montrent que, avec la distribution de probabilité «semence» initiale ou qui est nécessaire pour MEM prises à la suite TIKR, puis MEM est capable de fournir une solution régularisée, sous réserve de la contrainte de non-négativité , et il est efficace dans le traitement de bruit qui est problématique pour TIKR. En outre, nous avons incorporé dans notre méthode MEM la capacité d&#39;extraire la composante dipolaire intermoléculaire, qui est intégré dans les données expérimentales brutes. Nous constatons que la minimisation MEM, qui est mis en œuvre itérative, est fortement accélérée en utilisant le résultat TIKR comme la semence, et il converge avec plus de succès. Ainsi nous considérons la méthode MEM comme un complément à TIKR en assurant une distribution paire positive à distance et en améliorant l&#39;exactitude des TIKR.

Effets De La Largeur D&#39;impulsion Finie Sur Deux Dimensions à Transformée De Fourier Résonance De Spin électronique

Journal of Magnetic Resonance (San Diego, Calif. : 1997). Dec, 2005  |  Pubmed ID: 16150620

Deux dimensions (2D) de transformée de Fourier techniques ESR, comme en 2D-ELDOR, ont considérablement amélioré la résolution de l&#39;ESR dans les études de dynamique moléculaire dans les fluides complexes comme les cristaux liquides et des vésicules membranaires et dans les polymères de spin marquées et les peptides. Une théorie bien développée sur la base de l&#39;équation stochastique de Liouville (SLE) a été employée avec succès pour analyser ces expériences. Cependant, une hypothèse fondamentale a été utilisé pour simplifier l&#39;analyse complexe, à savoir. les impulsions ont été traités comme des idéaux non-sélectifs ceux qui, par conséquent fournir une irradiation uniforme de l&#39;ensemble du spectre. Dans des expériences réelles, les impulsions sont de largeur finie provoquant des écarts par rapport aux prédictions théoriques, un problème qui est exacerbé par des expériences effectuées à des fréquences plus élevées. Dans le présent document, nous fournir une méthode pour faire face à la SLE complet, y compris le rôle explicite de la dynamique moléculaire, l&#39;hamiltonien de spin et le champ de rayonnement lors de l&#39;impulsion. Les calculs sont rendus plus faciles à gérer en utilisant la formule Trotter, qui est adaptée pour gérer ce SLE dans ce qu&#39;on appelle un &quot;Split Super-opérateur&quot; méthode. Des exemples sont donnés pour les différents régimes promotionnels, qui montrent comment 2D-ELDOR spectres sont affectés par les largeurs d&#39;impulsions finis. La théorie montre un bon accord avec la 2D-ELDOR expériences réalisées en fonction de la largeur d&#39;impulsion.

Haute Fréquence ESR Au ACERT

Magnetic Resonance in Chemistry : MRC. Nov, 2005  |  Pubmed ID: 16235203

Haute-champ ESR offre de nombreux avantages dans l&#39;exploration de questions fondamentales de la structure et la dynamique dans l&#39;industrie chimique, les échantillons biologiques et physiques. Nous fournissons un examen des travaux récents menés au ACERT démontrer l&#39;utilité et la flexibilité de nos méthodes pour extraire des informations à la fois qualitative et quantitative d&#39;une variété de systèmes. En particulier, nous insistons sur l&#39;utilité des techniques ESR multi-fréquences pour démêler les détails des modes de dynamiques complexes de protéines en solution et dans des systèmes hétérogènes tels que les bicouches lipidiques. Nous avons également des indications sur les orientations pour les travaux futurs, le cas échéant.

Les Mesures De Distance EPR Soutenir Un Modèle à Longue Distance Initiation Radical Dans Réductase E. Coli Ribonucléotide

Journal of the American Chemical Society. Nov, 2005  |  Pubmed ID: 16248626

La classe I E. coli de la ribonucléotide réductase, composée d&#39;homodimères de R1 et R2, catalyse la conversion de diphosphates nucléosidiques de diphosphates désoxynucléoside. Le procédé de réduction comporte le radical tyrosyle sur R2 qui génère un radical thiyle transitoire sur R1 sur une distance proposée de 35 A. Un inhibiteur de mécanisme à base, 2&#39;-azido-2&#39;-désoxyuridine-5&#39;-diphosphate, qui réduit la tyrosyl radicalaire sur R2 et forme un radical d&#39;azote centrée sur R1 a fourni un procédé pour mesurer la distance diagonale entre les deux sous-unités. PELDOR et méthodes DQC résonance paramagnétique donner lieu à une distance de 48 A, similaire à celle calculée à partir d&#39;un modèle d&#39;amarrage des structures R1 et R2.

Microscopie Résonance De Spin électronique Appliquée à L&#39;étude De Libération Contrôlée De Médicaments

Journal of Controlled Release : Official Journal of the Controlled Release Society. Mar, 2006  |  Pubmed ID: 16460828

Nous décrivons nos récents développements vers une capacité d&#39;imagerie 3D micrométrique, sur la base de résonance paramagnétique électronique (RPE), et son application à l&#39;étude de la libération contrôlée. La méthode, appelée la microscopie ESR (ESRM), est une extension de la classique «échelle millimétrique&quot; technique d&#39;imagerie ESR. Il emploie molécules paramagnétiques (tels que des radicaux stables ou dérivées marqués médicaments) et peut activer l&#39;un à obtenir 3D précise résolue spatialement d&#39;informations sur la concentration du médicament, son auto-tenseur de diffusion, le temps de corrélation de rotation, et le pH dans la matrice à libération. Les calculs théoriques, ainsi que les premiers résultats expérimentaux, suggèrent qu&#39;une résolution 3D d&#39;environ 1 micromètre est possible avec cette méthode. Ici, nous avons pu à l&#39;image de succès d&#39;un échantillon de spin haute concentration avec une résolution d&#39;environ 3 x 3 x 8 microm et ensuite d&#39;étudier une seule environ 120 microm microsphères biodégradables, intériorisé avec une solution diluée de trityle radicale, avec une résolution d&#39;environ 12,7 x 13,2 x 26 microm. L&#39;analyse des données d&#39;imagerie microsphères ESR a révélé une augmentation probable de la viscosité à l&#39;intérieur de la sphère et / ou la fixation de la molécule radical à la matrice sphère. Les orientations futures de progrès sont également discutés.

Domaines Coexistants Dans Les Membranes Plasmiques De Cellules Vivantes Caractérisé Par Spin Label ESR Spectroscopie

Biophysical Journal. Jun, 2006  |  Pubmed ID: 16565045

L&#39;importance de la membrane à base de cloisonnement dans la fonction des cellules eucaryotes est devenu largement apprécié, et un certain nombre d&#39;études indiquent que ces membranes de cellules eucaryotes contiennent coexistant liquide ordonnées domaines lipidiques (L (o)) et liquide-désordonnée (L (d)) . Toutefois, la preuve actuelle de séparation de phase est indirecte, et jusqu&#39;à présent il n&#39;ya eu aucune démonstration directe des différences de l&#39;ordre et de la dynamique pour les lipides dans ces deux types de régions ou de leurs quantités relatives dans les membranes plasmiques des cellules vivantes. Dans cette étude, nous fournissent des preuves directes de la présence de deux différents types de populations lipidiques dans les membranes plasmiques de cellules vivantes à partir de quatre lignées cellulaires différentes par résonance de spin électronique. L&#39;analyse des spectres de résonance de spin électronique enregistrée sur une plage de températures, de 5 à 37 ° C, montre que les phospholipides spin-étiquetés incorporé une expérience de deux types d&#39;environnements, L (o) et L (d), avec des paramètres de commande distinctes et coefficients de diffusion de rotation, mais avec quelques différences entre les quatre lignées cellulaires. Ces résultats suggèrent que la coexistence des domaines lipidiques qui diffèrent sensiblement dans leur ordre dynamique dans la membrane plasmique est un phénomène général. Le L (o) la région se trouve à être une composante majeure, contrairement à un modèle dans lequel les petits radeaux lipidiques liquide ordonnées existent dans une «mer» de lipides désordonnés. Les résultats sur la commande et la dynamique pour les cellules vivantes sont également comparés à ceux de membranes modèles présentant L coexistant (o) et L (d) phases.

Reconstruction De La Chimiotaxie Receptor-kinase De L&#39;Assemblée

Nature Structural & Molecular Biology. May, 2006  |  Pubmed ID: 16622408

Dans la chimiotaxie bactérienne, un assemblage de récepteurs transmembranaires, l&#39;histidine kinase Chea et la protéine adaptatrice Chew processus stimuli de l&#39;environnement à réguler la motilité. La structure d&#39;un domaine Thermotoga maritima récepteur cytoplasmique définit les régions d&#39;interaction Chea et centres métalliques de charge d&#39;ions de coordination qui subissent une modification chimique de régler la réponse du récepteur. Dimère CheA-Chew, défini par cristallographie et ESR pulsé, deux postes à mâcher pour former une fente qui est bordée de résidus importants pour les interactions des récepteurs et dimensionné pour serrer un dimère du récepteur. Mâchez résidus impliqués dans la carte activation de la kinase à des interfaces qui orientent la mastication pinces. Domaines réglementaires Chea associer dans les cristaux à travers des surfaces hydrophobes conservés. Ces Chea auto-contacts aligner les pinces récepteurs mâcher pendant conseils de liaison aux récepteurs. Lier des couches de complexes ternaires avec serrée récepteurs génère un treillis avec des ratios raisonnables, les interactions de composants de coopération entre les récepteurs et les sites accessibles aux enzymes de modification.

Dynamique Des Protéines De RMN: L&#39;analyse De La Structure Lentement Relaxant Locale Par Rapport Au Modèle Sans Analyse

The Journal of Physical Chemistry. A. Jul, 2006  |  Pubmed ID: 16821820

(15) N-(1) de relaxation de spin H est une méthode puissante pour dériver des informations sur la dynamique des protéines. La méthode traditionnelle d&#39;analyse des données est un modèle sans (MF), où les mouvements globaux et locaux NH sont indépendants et la géométrie locale est simplifié. L&#39;analyse MF commune se compose de montage simple champ de données. Les résultats sont en général en fonction du champ, et les données multichamps ne peut pas être bon avec les schémas standard de montage. Cas où connues dynamique fonctionnelle n&#39;a pas été détectés par MF ont été identifiés par nous et les autres. Récemment, nous avons appliqué à tourner la détente dans les protéines de la détente lentement structure locale (LRS) approche, qui représente rigoureusement pour le mode de mélange et les caractéristiques générales de la géométrie locale. LRS a été montré pour donner MF en appropriées limites asymptotiques. Nous avons constaté que la densité spectrale expérimentale correspond assez bien à la densité spectrale LRS. Les formules MF sont souvent utilisés en dehors de leurs domaines de validité, permettant petits ensembles de données pour être emmanchée à force avec de bonnes statistiques mais il est inexact de meilleur ajustement des paramètres. Ce document met l&#39;accent sur le mécanisme de la force d&#39;appareillage et de ses implications. Il est montré que l&#39;analyse de la Force multinationale-correspond aux données expérimentales, car le mode de mélange, de la symétrie rhombique de l&#39;ordre local et les caractéristiques générales de la géométrie locale ne sont pas comptabilisés. Combinés multichamps données multitemperature analysés avec l&#39;approche MF peut conduire à la détection des phénomènes incorrectes, et l&#39;entropie conformationnelle dérivée de paramètres d&#39;ordre MF peut être très imprécise. D&#39;autre part, le montage sur des modèles plus appropriés peuvent donner des informations utiles compatible physiquement. Cela exige que la complexité des densités spectrales théoriques correspond à l&#39;intégrité des données expérimentales. Comme le montre le présent document, les densités spectrales LRS se conformer à cette exigence.

Inter-hélice Distances En Lysophospholipide Micelles Lié Alpha-synucléine De Mesures Pulsées ESR

Journal of the American Chemical Society. Aug, 2006  |  Pubmed ID: 16881616

Nous démontrons l&#39;utilisation de la spectroscopie RPE pulsée pour mesurer les distances intramoléculaires dans la maladie de Parkinson-associated protein alpha-synucléine liés à des détergents et les micelles lysophospholipides. Nous montrons que la séparation inter-hélicoïdale entre les deux hélices formées lors de la liaison à des micelles dépend de la composition des micelles, avec des micelles formées à partir des chaînes plus longues acyle conduisant à une augmentation écartement des deux hélices. Nos données suggèrent que la topologie de l&#39;alpha-synucléine n&#39;est pas fortement contraint par la région de liaison entre les deux hélices et dépend plutôt de la géométrie de la surface sur laquelle la protéine est liée.

Dynamique De Méthyle Dans Les Protéines De RMN Lentement Détente Locale Analyse Détente Structure De Spin: Une Nouvelle Perspective

The Journal of Physical Chemistry. B. Oct, 2006  |  Pubmed ID: 17034251

Relaxation de spin de RMN (2) des noyaux H (13) CH (2) groupes de D est une méthode puissante pour étudier la chaîne latérale de mouvement dans les protéines. L&#39;analyse est généralement effectuée avec le modèle original sans (MF) approche adaptée à la dynamique de méthyle. Celui-ci est décrite en termes de mouvements locaux axiales autour, et de, l&#39;axe moyenne de méthyle, d&#39;un commun découplé et indépendant du mouvement global de la protéine. Mouvement de méthyle se caractérise principalement par le paramètre d&#39;ordre carré axiale, S (axe) 2, associé à la fluctuation de l&#39;axe de méthyle en moyenne. Ce point de vue est montré à être simplifiée en appliquant à des données expérimentales de la structure locale de détente lentement (LRS) approche de Polimeno et Freed (Adv. Chem Phys. 1993, 83, 89) qui peut être considéré comme la généralisation de l&#39;approche MF. Négliger couplage de mode et de l&#39;asymétrie de l&#39;ordre locales et le traitement d&#39;environ caractéristiques de la géométrie locale impliquent des valeurs inexactes de S (axe) 2, donc de l&#39;entropie configurationnelle résiduelle en découle. S (axe) 2, interprétée comme l&#39;amplitude du mouvement, a été retrouvé à aller de troubles à proximité de presque terminer la commande. Contrairement à cette image, nous trouvons avec les LRS approcher une distribution modérée de l&#39;ordre de commande locale asymétrique et une variation importante dans sa symétrie. Cette dernière propriété importante peut être associée implicitement avec la contribution de sauts rotamères de chaîne latérale. Ceci est cohérent avec les études expérimentales résiduelles couplage dipolaire et de travail théorique basée sur des simulations de dynamique moléculaire et moléculaires des considérations mécaniques. Entropie configurationnelle est obtenu à l&#39;approche LRS directement à partir des potentiels déterminées expérimentalement asymétriques. Incohérence entre les paramètres d&#39;ordre de 2H de détente et de l&#39;ETA (HC-HH) de corrélation croisée et l&#39;augmentation des paramètres d&#39;ordre avec augmentation de la température ont été observés avec l&#39;approche MF. Ces écarts sont rapprochés, et la dépendance de température physiquement tenable est obtenu avec l&#39;approche LRS.

Les Fluctuations Collectives Dans Les Fluides Ordonnées Objet D&#39;une Enquête Par Deux Dimensions électron-électron Spectroscopie De Double Résonance

The Journal of Physical Chemistry. B. Nov, 2006  |  Pubmed ID: 17125397

Deux dimensions électron-électron double résonance (2D-ELDOR) est une technique qui est sensible aux processus dynamiques qui affectent les marqueurs de spin dans des environnements de fluides complexes. Dans les fluides classés comme des vésicules membranaires, l&#39;expérience 2D-ELDOR est affectée par la rotation en place dans l&#39;environnement commandé. Ce mouvement se produit sur les deux échelles de temps différentes, le mouvement relatif rapide moléculaire pour le directeur local, et les fluctuations plus lentes collectives du champ directeur. Dans l&#39;étude expérimentale de Patyal, Crépeau, et Freed (Biophys. J. 1997, 73, 2201), il a été constaté que les largeurs des autopeaks du spectre 2D-ELDOR augmenté en fonction du temps de mélange. Dans le présent travail, une théorie est développée pour les effets des fluctuations des administrateurs sur les autopeaks dans l&#39;expérience 2D-ELDOR en employant une solution analytique de l&#39;équation stochastique de Liouville pour laquelle le champ directeur est traitée comme un processus multidimensionnel gaussienne, comme précédemment mis au point par Frezzato, Kothe, et Moro (J. Phys. Chem. B 2001, 105, 1281 et J. Phys. Chem. B 2004, 108, 9505). Un bon accord est trouvé entre théorie et expérience, notamment le seul paramètre ajustable est k, le module élastique à la flexion de la membrane. Les valeurs de k = 11 x 10 (-20) J pour la 1,2-dipalmitoyl-sn-glycéro-phosphatidylcholine (DPPC) vésicules et k = 15 x 10 (-20) J pour la DPPC / gramicidine A (5:1) vésicules, à la fois à 45 degrés C, ont été trouvés à partir de l&#39;analyse et sont en bon accord avec les précédents mesures connexes, par d&#39;autres techniques physiques. Ceci établit 2D-ELDOR comme une technique utile pour étudier les propriétés élastiques des membranes biologiques.

Dynamique De La Chaîne Latérale Nitroxide Dans Spin-protéines Marquées

The Journal of Physical Chemistry. B. Dec, 2006  |  Pubmed ID: 17181283

La dynamique de l&#39;attache reliant les sondes de spin (méthanethiosulfonate MTSSL) à hélices alpha a été étudiée avec le but de rationaliser ses effets sur les formes de raie RPE. Profils de torsion pour les obligations de la chaîne ont été calculés ab initio, et les interactions stériques avec l&#39;alpha-hélice et des résidus voisins ont été introduites au niveau des exclus-volume. En conséquence des restrictions découlant de contraintes géométriques et locaux de la chaîne, un nombre limité de conformères permis a été identifié qui subissent des oscillations de torsion et des sauts de conformation. Les fluctuations de torsion sont décrits comme des oscillations amorties, alors que les taux de transition entre les conformères sont calculés en fonction de l&#39;extension Langer multidimensionnelle de la théorie de Kramers. L&#39;échelle de temps et l&#39;amplitude des mouvements différents sont comparés, le rôle majeur joué par les rotations des obligations ultrapériphériques de la chaîne latérale se dégage, avec les effets de substituants sur le noyau pyrroline sur la répartition et la dynamique conformère. L&#39;ampleur et la symétrie de la moyenne tenseur magnétique produit par les mouvements de chaînes latérales sont estimés, les implications pour les spectres de RPE de spin-protéines marquées sont discutés, et des suggestions pour l&#39;introduction d&#39;éléments réalistes de la dynamique de spin de la sonde dans la simulation forme de la ligne sont présenté.

Modélisation Des Effets De La Structure Et La Dynamique De La Chaîne Latérale Nitroxide Sur Le Spectra ESR De Spin-protéines Marquées

The Journal of Physical Chemistry. B. Dec, 2006  |  Pubmed ID: 17181284

Dans le document d&#39;accompagnement (J. Phys. Chem. B 2006, 110, jp0629487), une étude de la dynamique conformationnelle de sondes de spin méthanethiosulfonate liée à un exposé en surface de l&#39;hélice alpha a été présenté. Ici, sur la base de cette analyse, en bande X des spectres de RPE de ces marqueurs de spin sont simulées dans le cadre de l&#39;équation stochastique de Liouville (SLE) la méthodologie. Réorientations lentes de la protéine entière sont superposés sur les motions chaîne de restauration rapide, qui ont été identifiés avec des sauts de conformation et les fluctuations dans les minima du potentiel de la chaîne de torsion. Motions chaîne de restauration rapide sont introduits dans l&#39;EVS pour les réorientations de protéines par le biais partiellement en moyenne tenseurs magnétiques et des temps de relaxation calculés selon la théorie de rétrécissement par le mouvement. Les mutants 72R1 72R2 et de lysozyme T4, qui portent l&#39;étiquette de spin à un site hélice exposés aux solvants, ont été pris comme des systèmes de test. Pour la chaîne latérale du marqueur de spin R2, seulement un peu conformères noninterconverting sont possibles, dont la mobilité est limitée à des fluctuations de torsion, ce qui donne des spectres presque identique, typique de nitroxydes légèrement mobiles. Dans le cas de R1, résultat des spectres plus complexes de la présence simultanée de conformères chaîne limitées et mobile, avec des poids relatifs qui peuvent dépendre de l&#39;environnement local. Le modèle fournit une explication pour la dépendance observée expérimentalement des formes des raies spectrales sur la température, des solvants, et le motif de substituants sur le noyau pyrroline. La méthodologie relativement simple présentée ici permet l&#39;introduction d&#39;éléments réalistes de la dynamique de spin de la sonde dans la simulation des spectres de RPE de spin-protéines marquées; en outre, il offre des suggestions pour un compte rendu approprié d&#39;une telle dynamique dans des approches plus sophistiquées.

La Caractérisation De La Structure Et La Dynamique Des Oligomères Pliées: Pulsés études ESR D&#39;hélices Peptoïde

Chemical Communications (Cambridge, England). Jan, 2007  |  Pubmed ID: 17220976

Hélicoïdales oligomères ont été synthétisés peptoïdes dans lequel les positions de nitroxyde sondes de spin radicaux long du squelette sont varier systématiquement, permettant l&#39;évaluation des distances intra-moléculaires et dynamique par spectroscopie par résonance de spin électronique.

Mesure Des Distances Par Spectroscopie RPE Pulsée Dipolaire: Spin-étiquetés Kinases Histidine

Methods in Enzymology. 2007  |  Pubmed ID: 17609127

Applications de la spectroscopie ESR dipolaire à la biologie structurale sont en pleine expansion, et il est devenu une méthode utile qui vise à résoudre la structure des protéines et des mécanismes fonctionnels. La méthode de spectroscopie RPE pulsée dipolaire (PDS) est décrite dans la première moitié du chapitre, et il illustre la simplicité et le potentiel de cette technologie en développement avec des applications à divers systèmes biologiques. Une description plus détaillée est présentée de la mise en œuvre de la PDS pour reconstruire la structure ternaire d&#39;un complexe protéine dimérique grande de Thermotoga maritima, formé par l&#39;histidine kinase Chea et la protéine de couplage mâcher. Ce complexe protéique est un bloc de construction d&#39;une gamme étendue composée de couplées structures supramoléculaires assemblées à partir de CHEA / Chew protéines transmembranaires et des chimiorécepteurs de signalisation, qui forment un capteur qui est la clé de contrôle de la motilité dans le chimiotactisme bactériennes. La reconstruction du complexe CheA / Chew a employé plusieurs techniques, y compris cristallographie aux rayons X et ESR pulsé. L&#39;accent est mis sur le rôle du PDS, qui fait partie d&#39;un vaste effort visant à reconstruire le complexe de signalisation entier, y compris des chimiorécepteurs, par le biais de la cartographie structurale PDS. Afin d&#39;établir avec précision le mode de couplage de Chew à Chea et à l&#39;échelle mondiale cartographier le complexe, environ 70 distances ont déjà été déterminées et transformés en coordonnées moléculaires par des méthodes facilement accessibles de contraintes géométriques à distance.

Raffinement De Corps Rigide De Complexes Protéiques Avec Les Restrictions De Distance à Long Rayon D&#39;ESR Dipolaire Pulsée

Methods in Enzymology. 2007  |  Pubmed ID: 17609128

La modélisation des complexes protéine-protéine de grands avantages de l&#39;intégration des dispositifs de retenue de distance expérimentales. Pulsé spectroscopie par résonance de spin électronique dipolaire est une technique puissante pour l&#39;obtention de tels appuis à distance à long terme dans des complexes protéiques. Les mesures de l&#39;interaction dipolaire entre deux spins placés précisément dans un complexe protéique donner des informations sur la distance de séparation spin-spin. Nous avons développé une méthode pratique pour incorporer une telle information de distance longue portée dans la modélisation des complexes protéine-protéine qui est basée sur le raffinement de corps rigide des composants protéiques avec le logiciel et système Cristallographie RMN (CNS). Facteurs influant sur la convergence telles que le nombre de dispositifs de retenue, un schéma de répartition des erreurs, et le nombre et la position des sites de marquage de spin ont été étudiés avec des données réelles et simulées. L&#39;utilisation de 4 à 5 sites différents en matière d&#39;étiquetage sur chaque composant protéine a été trouvée pour assurer une couverture suffisante pour produire une précision limitée par l&#39;incertitude dans la conformation de spin-étiquette à l&#39;intérieur du complexe. Avec un système asymétrique de l&#39;attribution de cette incertitude, l&#39;ajout de contraintes simulées révélé l&#39;importance de plus longues distances au sein d&#39;un ensemble limité de restrictions totales. Nous présentons deux études de cas: (1) raffinement du complexe formé entre l&#39;histidine kinase Chea et sa protéine de couplage Chew, et (2) raffinement du commerce intra-hélicoïdales séparations dans la protéine une synucléine-tenu de micelles.

2D-ELDOR Partir De L&#39;ensemble S (C-) Montage Et De L&#39;Intégration Profils De Raies

Journal of Magnetic Resonance (San Diego, Calif. : 1997). Oct, 2007  |  Pubmed ID: 17681478

Les progrès récents dans le développement 2D-ELDOR (2D électron-électron double résonance) des techniques pour mieux saisir la dynamique moléculaire dans les fluides complexes, en particulier dans le modèle et les membranes biologiques, est rapporté. Le nouveau «plein S (c-) méthode&quot;, qui corrige l&#39;analyse spectrale pour les effets de distorsion de phase présents dans les expériences, est démontrée pour améliorer la sensibilité de la 2D-ELDOR dans les rapports sur la dynamique moléculaire dans des environnements complexes membranaires. Qui est, au lieu d&#39;exécuter raccord spectrale dans le mode de grandeur, notre nouvelle méthode permet un montage simultané des deux les composantes réelle et imaginaire de l&#39;indice S (C-) de signal. Le S complet (c-) montage non seulement corrige les distorsions de phase dans les données expérimentales, mais aussi avec plus de précision détermine instrumentales temps morts. Les corrections de phase appliqué au S (c-) du spectre de permettre l&#39;extraction de l&#39;absorption pur mode spectre, qui est caractérisé par la résolution bien meilleure que le spectre d&#39;amplitude en mode. Dans le mode d&#39;absorption, la variation de l&#39;élargissement homogène, ce qui rend compte de la dynamique de la sonde de spin, peut même être observée par une inspection visuelle. Cette nouvelle méthode est illustrée par les résultats de membranes modèles de dipalmitoyl-sn-glycéro-phosphatidylcholine (DPPC) des mélanges binaires de cholestérol, ainsi que des résultats à partir de vésicules membranaires des mastocytes. En plus des paramètres dynamiques, qui fournissent des descriptions quantitatives pour les membranes au niveau moléculaire, les spectres d&#39;absorption à haute résolution dans laquelle ils peuvent être utilisés comme une «empreinte digitale» pour caractériser les phases de membranes et de distinguer la coexistence des composants dans biomembranes. Ainsi, nous trouvons que la 2D-ELDOR est grandement améliorée avec le nouveau «plein S (c-) méthode&quot; en particulier pour explorer la complexité du modèle et des membranes biologiques.

Dynamique De La Structure Moléculaire Et Diagramme De Phases De Mélanges Binaires DPPC-cholestérol: Une étude 2D-ELDOR

The Journal of Physical Chemistry. B. Sep, 2007  |  Pubmed ID: 17760438

Ce document est une application de 2D électron-électron double résonance (2D-ELDOR) avec le &quot;Sc-méthode à part entière&quot; d&#39;étudier des membranes modèles. Nous obtenons et confirmer le diagramme de phase de 1,2-dipalmitoyl-sn-glycérophosphatidylcholine (DPPC) mélanges binaires de cholestérol fonction de la température et de fournir des descriptions quantitatives pour sa structure dynamique moléculaire en utilisant 2D-ELDOR à la bande Ku. Les spectres de l&#39;étiquette de fin de chaîne de spin de 16 PC dans des vésicules phospholipidiques multilamellaires sont obtenues pour cholestérol concentrations molaires allant de 0 à 50% et de 25 à 60 degrés C. diagramme de phase est constitué d&#39;un liquide ordonné, liquide-désordonné, et phases de gel et les régions coexistence de phases. Le diagramme de phase est soigneusement examinée selon la preuve spectroscopique, et l&#39;interprétation rigoureuse pour les changements de forme en ligne. Nous montrons que les spectres 2D-ELDOR diffèrent de façon marquée avec la variation dans la composition. Les changements importants de forme en ligne dans la représentation 2D-plus-mélange-temps fournir des informations utiles pour définir et caractériser les phases de membrane à l&#39;égard de leurs structures moléculaires dynamiques et de déterminer les limites de phase. L&#39;homogène T2 sont extraites à partir des spectres d&#39;absorption pure et sont en outre utilisés pour distinguer les phases membrane. Ces résultats montrent 2D-ELDOR à être naturellement adaptée pour sonder et de communication des structures dynamiques de microdomaines dans les systèmes de membranes modèles et, en outre, fournir une image très détaillée de leur structure dynamique moléculaire, en particulier avec l&#39;aide de la &quot;méthode de Sc-plein&quot; .

Mouvement Conformationnelle De L&#39;ABC Transporter MSBA Induite Par Hydrolyse De L&#39;ATP

PLoS Biology. Oct, 2007  |  Pubmed ID: 17927448

Nous avons mesuré l&#39;amplitude du mouvement de conformation de la ATP-binding cassette (ABC) MSBA transporteur sur le lipopolysaccharide (LPS) de liaison et suivant le chiffre d&#39;affaires d&#39;ATP par double impulsion électron-électron résonance et homotransfer fluorescence. Les contraintes de distance des deux méthodes révèlent mouvement à grande échelle de signes opposés dans la partie périplasmique et cytoplasmique du transporteur lors de l&#39;hydrolyse d&#39;ATP. LPS induit des changements structurels distincts qui sont inhibés par le piégeage du transporteur dans un post-hydrolyse d&#39;ATP intermédiaire. La formation de cet intermédiaire comporte une 33-A changement de distance entre les deux ABC, qui est compatible avec un cycle de dimérisation de dissociation en cours de transport qui conduit à leur séparation en l&#39;absence substantielle de nucléotides. Nos résultats suggèrent que l&#39;ATP-alimenté de transport entraîne la séquestration LPS dans la chambre ouverte cytoplasmique avant sa translocation par une alternance de l&#39;accès de la chambre, rendue possible par 10-20-A des changements conformationnels.

Une Image Plus Claire De La Dynamique De Méthyle Dans Les Protéines De Détente Lentement Analyse De La Structure Locale De 2H Détente Spin

The Journal of Physical Chemistry. B. Nov, 2007  |  Pubmed ID: 17941658

La dynamique des protéines est intimement liée à la fonction biologique. La dynamique de base est généralement étudié avec 2H de relaxation spin du groupe 13CDH2, analysé traditionnellement avec le modèle libre (MF) approche. Nous avons montré récemment que MF est simpliste à plusieurs égards. Cela inclut l&#39;hypothèse que le mouvement local de la sonde dynamique et le mouvement global de la protéine sont découplés, la géométrie locale est simple, et l&#39;ordre local est à symétrie axiale. En raison de ces simplifications MF a donné un tableau énigmatique, où l&#39;axe de rotation de méthyle se déplace rapidement avec des amplitudes allant de trouble presque complète à près de finaliser la commande dans les carottes de protéines serrées. Nos conclusions s&#39;en dégagent de l&#39;application à la dynamique de méthyle dans les protéines de la détente lentement structure locale (LRS) approche de Polimeno et Freed (Polimeno, A.;... Freed, JHJ Phys Chem 1995, 99, 10995-11006), qui peut être considéré la généralisation de la MF, avec toutes les simplifications mentionnées ci-dessus enlevé. L&#39;image LRS dérivée ici pour le domaine d&#39;immunoglobuline B1 liaison de la protéine L peptostreptococcal, a étudié au cours de la plage de température de 15-45 degrés C, est fondamentalement différente de l&#39;image MF. Ainsi, la dynamique de méthyle est caractérisé structurellement par rhombiques potentiels locaux avec plus ou moins symétries et dynamiquement par des taux dix fois plus lentes du mouvement local. En moyenne, les baisses de rhombicity potentiels, le mode de couplage augmente, et le taux d&#39;augmentation de mouvements locaux avec augmentation de la température. L&#39;énergie d&#39;activation moyenne pour le mouvement local est de 2,0 + / - 0,2 kcal / mol. Mode de couplage affecte l&#39;analyse, même à 15 degrés C. La précision des résultats est améliorée par l&#39;inclusion dans les débits de données expérimentales de relaxation ensemble associé à rang 2 cohérences.

Effets De L&#39;oxygène Sur Les Signaux EPR De Charbons De Bois: Résultats Expérimentaux Et Le Développement D&#39;un Modèle

The Journal of Physical Chemistry. B. Nov, 2007  |  Pubmed ID: 17973414

Fusains préparés à partir de certains bois tropicaux contiennent des centres paramagnétiques stables, et ceux-ci ont été caractérisés par spectroscopie RPE, en l&#39;absence et la présence d&#39;oxygène. La densité de spin EPR détectable a été déterminé, comme cela a été la température et de fréquence-dépendance de l&#39;oxygène élargissement du signal EPR, qui est plusieurs ordres de grandeur plus grand que celui observé avec d&#39;autres matériaux, tels que phtalocyanine de lithium. Trois composants lorentziennes sont nécessaires pour s&#39;adapter à la carbonisation du spectre EPR en présence d&#39;oxygène, et l&#39;oxygène dépendance de la largeur de ligne, l&#39;intensité et la position de résonance des trois composants ont été quantifiées. Ces résultats et les propriétés des matériaux poreux carbonés sont utilisés pour développer un modèle pour expliquer l&#39;effet de l&#39;oxygène sur les propriétés spectrales de type char EPR. Le modèle est basé sur l&#39;oxygène d&#39;adsorption sur la surface de caractères selon un Langmuir et isotherme une interaction dipolaire entre le gaz adsorbé paramagnétique et les tours de charbon de bois. Les trois composantes EPR sont en corrélation avec les trois classes connues (tailles) de pores dans le charbon, avec le plus grand élargissement des raies attribuées à la relaxation dipolaire des spins dans les micropores, qui ont une plus grande surface spécifique et une concentration plus élevée de l&#39;oxygène adsorbé. Un atténué, mais semblable, la réponse EPR à l&#39;oxygène par chars quand ils sont immergés dans une solution aqueuse est attribuée à la concurrence de l&#39;eau avec l&#39;oxygène pour l&#39;adsorption sur la surface de char.

Détermination Des Etats Oligomères De L&#39;homme Et Le Rat Monoamine Oxydases Dans La Membrane Mitochondriale Externe Et Octyl Beta-D-glucopyranoside Micelles à L&#39;aide De Spectroscopie Dipolaire Pulsée Par Résonance Paramagnétique électronique

Biochemistry. Feb, 2008  |  Pubmed ID: 18198902

Human monoamine oxydase A (hMAOA) est considéré comme unique parmi les mammifères MAO à avoir un non-conservatrice Glu-X-Lys mutation (X étant 151 en MAOAs et 142 en MAOB), ce qui est suggéré d&#39;être la raison de sa structure monomérique . Cette hypothèse a été testée dans ce travail. Un spin nitroxyde pargyline base étiquetés inhibiteur irréversible (ParSL) a été utilisé comme site de MAO sonde de spin actif spécifique pour mesurer les distances entre sous dans les détergents (octyl beta-D-glucopyranoside, OGP) et l&#39;OMM formes épurées liés par un ESR pulsé dipolaire spectroscopique (PDS ) technique. Dans une approche parallèle, le présent cofacteur flavine covalente dans les sites actifs de MAO a été réduit à sa plus semiquinone flavine respective anionique et utilisé pour mesurer les distances inter-flavine dans les détergents échantillons purifiés. Les distances mesurées sont dans interspin 0,1-0,3 nm de ceux estimés à partir des structures cristallines disponibles dimères de MAOB humaine et MAOA rat et montrent que tous les êtres humains et de rat MAO exister en tant que dimères dans le OMM. Dans la micelle PSF, toutefois, MAOAs humains et de rat existent seulement partiellement ( <or=50%) as dimers, whereas human and rat MAOBs exist entirely as dimers. The Lys-151-Glu mutant of human MAOA and the Glu-142-Lys mutant of human MAOB exhibit similar spectral properties as the corresponding wild-type enzymes. Therefore, no role of the Glu-X residue in stabilizing dimeric structures of MAOs was found. The monomeric crystal structure reported for human MAOA is thus a result of its instability in the OGP micelles. The general applicability of the PDS technique to structural studies of membrane proteins in their native membrane environments and detergent purified forms is discussed.

Paramétrage, Simulation De Dynamique Moléculaire, Et Calcul Des Spectres De Résonance De Spin électronique D&#39;un Marqueur De Spin Nitroxyde Sur Un Polyalanine Hélice Alpha

The Journal of Physical Chemistry. B. May, 2008  |  Pubmed ID: 18412413

Le marqueur de spin nitroxyde 1-oxyl-2 ,2,5,5-tetramethylpyrroline-3-méthyl-méthanethiosulfonate (MTSSL), couramment utilisé dans le site-dirigé marquage de spin des protéines, est étudié avec la dynamique moléculaire (MD) des simulations. Après l&#39;élaboration de paramètres de champ de force pour le groupement nitroxyde et l&#39;éditeur de liens marqueur de spin, nous simulons MTSSL attaché à un polyalanine hélice alpha dans un solvant explicite à élucider les facteurs qui influent sur sa dynamique de conformation. Spectres de résonance de spin électronique à 9 et 250 GHz sont simulés dans le domaine temporel en utilisant les trajectoires MD et comprenant la diffusion de rotation globale correspondant pour l&#39;culbutage de lysozyme T4 en solution. L&#39;analyse des simulations de dynamique moléculaire révèle la présence d&#39;importantes interactions hydrophobes de l&#39;étiquette de spin avec les chaînes latérales alanine.

Simulation électronique Spectra Résonance De Spin Des Marqueurs De Spin Nitroxyde De Molecular Dynamics Et Trajectoires Stochastiques

The Journal of Chemical Physics. Apr, 2008  |  Pubmed ID: 18447510

Simulation des spectres électroniques de résonance de spin des marqueurs de spin nitroxyde à partir de modèles dynamiques en est nécessaire pour l&#39;analyse quantitative des spectres expérimentaux. Nous présentons un cadre pour la modélisation de la dynamique de spin d&#39;étiquettes en utilisant des trajectoires telles que celles de la dynamique moléculaire (MD) des simulations associées à un traitement stochastique de la protéine mondiale tumbling. Ceci est réalisé dans le domaine temporel, après deux intégrateurs numériques efficaces sont développés: un pour la dynamique quantique des spins et l&#39;autre pour la diffusion classique de rotation. Pour la dynamique quantiques, on propage la partie correspondante de la matrice de densité de spin dans l&#39;espace de Hilbert. Pour le tumbling diffusionnelle, nous travaillons avec les quaternions, ce qui permet le traitement de la diffusion anisotrope dans un potentiel élargi comme une somme d&#39;harmoniques sphériques. Temps d&#39;étalement arguments sont invoqués pour combler le fossé entre l&#39;étape de petit temps des trajectoires MD et des pas de temps plus appropriés pour la diffusion de rotation et / ou dynamique de spin quantiques.

Utilisation De Modèles De Markov Pour Simuler Des Spectres électroniques Résonance De Spin De Trajectoires De Dynamique Moléculaire

The Journal of Physical Chemistry. B. Sep, 2008  |  Pubmed ID: 18698714

Simuler résonance de spin électronique (ESR) directement à partir des spectres des simulations de dynamique moléculaire d&#39;une protéine spin-étiquetés nécessite un grand nombre (des centaines ou des milliers) de durée relativement longue (des centaines de nanosecondes) trajectoires. Pour relever ce défi, nous explorons la possibilité de construire des modèles stochastiques précises de la dynamique marqueur de spin à partir des trajectoires atomiques. Une systématique, procédure en deux étapes, basée sur le cadre probabiliste de modèles de Markov cachés, est développée pour construire un processus à temps discret de la chaîne de Markov qui capte fidèlement les dynamiques internes marqueur de spin sur les échelles de temps plus longue que d&#39;environ 150 ps. Le modèle construit Markov est utilisé à la fois de mieux comprendre les conformations longue durée de vie de l&#39;étiquette de spin et de générer des trajectoires stochastiques nécessaires pour la simulation des spectres ESR. La méthodologie est illustrée par une application au cas d&#39;une spin-étiquetés hélice alpha poly alanine dans un solvant explicite.

Liée à La Membrane Alpha-synucléine Constitue Un Helix étendue: Longue Distance Pulsé Mesures ESR Utilisation Vésicules, Bicelles Et Micelles En Forme De Bâtonnet

Journal of the American Chemical Society. Oct, 2008  |  Pubmed ID: 18774805

Nous appliquons pulsé spectroscopie dipolaire ESR (bande Ku DEER) pour élucider la conformation globale de la maladie de Parkinson-associated protein, l&#39;alpha-synucléine (alphas) ​​lié à de petites vésicules phospholipidiques unilamellaires, en forme de bâtonnet SDS micelles, ou bicelles lipidiques. En mesurant les distances aussi longtemps que d&#39;environ 7 nm entre les paires de marqueurs de spin introduits nitroxydes, nous montrons que les distances sont proches des attentes pour une seule hélice continue dans tous les cas étudiés. En particulier, nous trouvons des distances de 7,5 nm entre les sites 24 et 72; 5,5 nm entre les sites 24 et 61, et 2 nm entre les sites 35 et 50. Nous concluons que les alphas ne conserve pas une &quot;épingle à cheveux&quot; structure à deux hélices antiparallèles, comme il est connu pour se produire avec des micelles sphériques, en accord avec notre conclusion antérieure selon laquelle la géométrie de la protéine est déterminée par la topologie de la surface plutôt que d&#39;être contraint par l&#39;éditeur de liens interhelix . Bien que la possibilité de discontinuités hélice locales dans la structure de la membrane assortis alphas reste, nos données sont plus compatibles avec une hélice intacte. Il est important, nous démontrons que bicelles produire des résultats très similaires à des liposomes, tout en offrant une amélioration majeure dans la gamme de distance accessible expérimentalement et la résolution, et donc sont une membrane lipidique excellente mimétique dans le but de l&#39;impulsion dipolaire spectroscopie RPE.

Multifréquence électronique Spectra Résonance De Spin D&#39;une Protéine Spin-étiquetés Calculé à Partir Des Simulations De Dynamique Moléculaire

Journal of the American Chemical Society. Feb, 2009  |  Pubmed ID: 19191603

Multifréquence résonance de spin électronique (ESR) spectres fournissent une mine d&#39;informations structurales et dynamiques sur l&#39;environnement local de l&#39;étiquette de spin et, indirectement, sur la protéine spin-étiquetés. Concernant les caractéristiques des spectres observés à des mouvements moléculaires sous-jacents et les interactions est, cependant, difficile. Pour faire des progrès vers une interprétation rigoureuse des spectres de RPE, nous effectuons de vastes dynamique moléculaire (MD) des simulations de lysozyme T4 entièrement solvaté, portant le marqueur de spin MTSSL à des positions 72 et 131. Ces deux sites ont fait l&#39;objet de nombreuses études expérimentales et sont généralement considérés comme prototypiques des sites exposés à des solvants sur les surfaces de hélices alpha. Pour prolonger la fenêtre de temps accordé par les simulations de dynamique moléculaire, des modèles stochastiques de Markov reflétant la dynamique des chaînes de spins l&#39;étiquette en fonction de leurs états rotamères sont construits à partir des trajectoires. Le multifréquence calculé des spectres de RPE sont en très bon accord avec l&#39;expérience pour trois différentes intensités de champ magnétique sans réglage des paramètres. Au cours des trajectoires, l&#39;interconversion de spin étiquettes parmi un assez grand nombre de conformations et d&#39;afficher une tendance à former des interactions avec les résidus de protéines autres que leurs voisins les plus proches le long de l&#39;hélice. L&#39;image détaillée de l&#39;étiquette de spin émergeant des simulations de dynamique moléculaire fournit un aperçu utile sur les origines moléculaires des données spectroscopiques et cristallographiques disponibles.

Un Mécanisme De Ciseaux Pour La Stimulation De La SNARE Médiée Par Des Lipides Mélange En Cholestérol

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Mar, 2009  |  Pubmed ID: 19251653

La libération du neurotransmetteur à la synapse exige la fusion membranaire. Le complexe SNARE, composé de la membrane plasmique t-SNARE syntaxine 1A et SNAP-25 et la vésicule v-SNARE synaptobrévine, médiateur de la fusion de 2 membranes. Les vésicules synaptiques contiennent du cholestérol anormalement élevé, mais le rôle exact de cholestérol dans la fusion n&#39;est pas connue. Dans cette étude, le taux de cholestérol a été trouvé pour stimuler SNARE médiée par des lipides mélange de protéoliposomes par un facteur de 5 à une concentration physiologique. Étonnamment, cependant, l&#39;effet stimulateur a été plus prononcée lorsque le taux de cholestérol était sur le côté v-SNARE que quand il était sur le côté t-SNARE. Dirigée vers le site marquage de spin et les deux onde continue (CW) et pulsé EPR révélé que le cholestérol induit un changement conformationnel du domaine transmembranaire v-SNARE (DMT) à partir d&#39;une ouverture en forme de ciseaux dimère d&#39;un dimère parallèle. Lorsque le TMD a été contraint de former un dimère parallèle par le pont disulfure, le taux a été stimulée de 2,3 fois, même sans cholestérol, en soutenant la pertinence du changement ouverte à fermée conformationnelle à l&#39;activité de fusion. L&#39;ouverture des ciseaux en forme de conformation peut être défavorable pour la fusion et le taux de cholestérol peut soulager ce facteur inhibiteur.

Mesure De Force à L&#39;échelle Moléculaire Dans Un Dimère Peptide Superhélice Par Résonance Paramagnétique électronique

Journal of the American Chemical Society. Apr, 2009  |  Pubmed ID: 19331323

Une nouvelle méthode pour mesurer les forces entre les domaines protéiques petites basées sur le double résonance électron-électron (CERF) est démontrée en utilisant la spectroscopie d&#39;un peptide modèle dérivé de l&#39;alpha-hélicoïdale à enroulement en spirale de glissière à leucine de la levure activateur transcriptionnel GCN4. La distribution d&#39;équilibre des distances entre les deux marqueurs de spin nitroxyde fixées rigidement aux hélices du dimère a été déterminée par les cerfs et a abouti à une force de fermeture de 100 + / - 10 pN entre les monomères, en excellent accord avec les prédictions théoriques.

Peptide De Fusion De Hémagglutinine De La Grippe Augmente Ordre De Surface De Membrane: Une étude Par Résonance électronique De Spin

Biophysical Journal. Jun, 2009  |  Pubmed ID: 19527651

Une étude de spin-étiquetage des interactions d&#39;un peptide de fusion de l&#39;hémagglutinine du virus de la grippe, wt20, et un DeltaG1 fusion mutante inactive avec dimyristoylphosphatidylcholine (DMPC) et 1-palmitoyl-2-oléoyl-phosphatdylcholine bicouches a été réalisée. Nous avons constaté que lors de la liaison de wt20, l&#39;ordre des groupes de tête et de l&#39;ordre des chaînes acyles près de la tête polaire augmenté de façon significative, d&#39;une manière compatible avec un phénomène coopératif. Toutefois, les changements dans l&#39;ordre à la fin des chaînes acyles ont été négligeables. L&#39;effet de la commande sur le groupe de tête wt20 était beaucoup plus forte à pH 5 qu&#39;à pH 7. Aucun effet de DeltaG1 contraignant de l&#39;ordre de bicouches était évident. Nous avons également constaté que la phosphatidylcholine 1-palmitoyl-2-hydroxy, un inhibiteur de la membrane de fusion, a diminué l&#39;ordre de DMPC groupes de tête, tandis que l&#39;acide arachidonique, un promoteur de fusion membranaire, a augmenté l&#39;ordre des groupes de tête DMPC. Ces résultats suggèrent que les augmentations de commande groupe de tête peut être important pour la fusion membranaire. Nous proposons que lors de la liaison de wt20, qui est connu pour affecter seulement le feuillet externe de la bicouche, ce feuillet externe devient plus ordonné, et donc plus solide, comme. Ensuite, le couplage entre la notice extérieure durcie et le plus doux feuillet interne génère des contraintes de flexion dans la bicouche, qui tendent à augmenter la courbure négative de la bicouche. Nous suggérons que l&#39;augmentation de la commande dans la région groupe de tête augmente les interactions dipolaires et abaisse l&#39;énergie électrostatique, qui peuvent fournir une source d&#39;énergie pour la fusion membranaire. Les rôles possibles des contraintes de flexion dans la promotion de la fusion des membranes sont discutées.

Détermination De Tie-ligne Pour Les Champs Phases Coexistantes Lipidiques: Une étude ESR

The Journal of Physical Chemistry. B. Mar, 2009  |  Pubmed ID: 19673072

Une nouvelle méthode que nous appelons le domaine cravate en ligne (TLF) méthode a été développée à l&#39;échelle mondiale déterminer les lignes d&#39;interconnexion de n&#39;importe quel composant de trois région de coexistence de deux phases par raccord d&#39;électrons-résonance de spin (ESR) spectres obtenus à partir de compositions sur le courbe de coexistence et de la coexistence dans la région. Procédé TLF est illustré par son application à l&#39;ordonnée de liquide (Lo) et liquide-désordonnée (Ld) région de coexistence de phases de l&#39;brain-sphingomyelin/dioleoylphosphatidylcholine/cholesterol système lipidique (SPM / DOPC / chol), pour lequel une estimation de un lien en ligne a déjà été obtenu par un procédé plus tôt également en utilisant des spectres ESR. L&#39;aspect essentiel de la méthode TLF est la paramétrisation unique de la région de coexistence appelé &quot;surface réglée&quot;. L&#39;utilisation de la surface réglée permet de garantir que les lignes d&#39;interconnexion ne se croisent pas, tel que requis par la règle des phases, alors que les méthodes précédentes n&#39;ont pas cette contrainte importante. Il permet également l&#39;utilisation simultanée des données complètes dans la détermination du TLF et conduit à une conception plus efficace expérimental que précédemment utilisé. La méthode est d&#39;abord testée sur des ensembles de données synthétiques, puis des moindres carrés de montage des spectres ESR avec les résultats du modèle paramétrées dans un champ cravate en ligne compatible avec les informations connues d&#39;autres sur ce système lipidique. Le meilleur ajustement conode champ est constitué de l&#39;ensemble de lignes d&#39;interconnexion qui ne sont pas exactement parallèle; ils présentent un changement graduel de la pente la plus forte pente dans la région de coexistence de raccordement des compositions de courbe de coexistence avec les concentrations de cholestérol maximum et minimum. Les résultats sont comparés avec ceux des méthodes plus contraints de représenter les champs cravate en ligne ainsi que la précédente avec tie-détermination en ligne pour le système SPM / DOPC / chol. Une détermination précise du champ tie-ligne de régions de coexistence de phase dans les systèmes lipidiques est une étape nécessaire dans la détermination des compositions lipidiques qui coexistent à servir de modèles de membranes plasmiques de cellules.

Scanned-sonde De Détection De La Résonance De Spin électronique à Partir D&#39;une Sonde De Spin Nitroxide

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Dec, 2009  |  Pubmed ID: 20018707

Nous rapportons une approche qui étend l&#39;applicabilité de ultrasensible force gradient de détection de la résonance magnétique à des échantillons avec des temps de relaxation spin-réseau (T (1)) le plus court comme une période cantilever simple. Pour démontrer la généralité de l&#39;approche, qui repose sur la détection de fréquence ou de phase en porte à faux soit, nous l&#39;avons utilisé pour détecter la résonance de spin électronique à partir d&#39;un T (1) = 1 sonde de spin ms nitroxyde dans un film mince à 4,2 K et 0,6 T. En l&#39;aide d&#39;un porte à faux fabriqués sur mesure avec une pointe 4 de nickel microm de diamètre, nous obtenons une sensibilité par résonance magnétique de 400 magnétons Bohr dans une bande de 1 Hz. Une théorie est présentée à la fois quantitativement que prédit la forme de raie et de l&#39;ampleur du décalage de fréquence observée en porte à faux comme une fonction du champ et en porte à faux-échantillon de séparation. Un bon accord a été trouvé entre T nitroxyde (1) &#39;s, mesurée mécaniquement et par induction, ce qui indique que l&#39;aimant en porte à faux n&#39;est pas une source appréciable de relaxation spin-réseau ici. Nous suggérons que la nouvelle approche a un certain nombre d&#39;avantages qui le rendent bien adapté à la détection par résonance magnétique pousser et l&#39;imagerie de marqueurs de spin nitroxyde dans une macromolécule individuelle à spin unique de sensibilité.

Calcul De La Double-Quantum-Cohérence Bidimensionnelle Spectra: Mesures De Distance Et Corrélations Orientationnelles

Applied Magnetic Resonance. Dec, 2009  |  Pubmed ID: 20161423

Le double cohérence quantique signal d&#39;écho (DQC) pour deux nitroxydes couplés séparés par des distances ≳ 10 Å, est calculée avec rigueur pour les six-séquence d&#39;impulsions. Application successive de six impulsions sur la matrice densité initiale, avec l&#39;évolution en temps opportun entre les impulsions et la sélection voie cohérence ne laisse que les voies cohérentes d&#39;intérêt. L&#39;amplitude du signal d&#39;écho après la dernière impulsion π peut être utilisé pour obtenir un spectre à une dimension dipolaire (Pake doublet), et l&#39;enveloppe d&#39;écho peuvent être utilisés pour construire le spectre en deux dimensions DQC. Les calculs sont effectués en utilisant l&#39;espace produit engendré par les deux électrons de spin magnétique numéros quantique m (1), m (2) et les deux dotés d&#39;essorage magnétique quantique nombres M (1), M (2), par exemple deux décrivant nitroxydes couplés à des protéines bilabeled. La matrice de densité est soumis à une cascade de transformations unitaires en tenant compte des interactions d&#39;échange dipolaires et d&#39;électrons lors de chaque impulsion et pendant l&#39;évolution en l&#39;absence d&#39;une impulsion. Les transformations unitaires utiliser le eigensystem de l&#39;effectif spin-hamiltoniens obtenus par diagonalisation matrice numérique. Les simulations sont effectuées pour une série d&#39;interactions dipolaires, D, et micro-ondes B intensité du champ magnétique pour les deux orientations fixes et aléatoires des deux (14) N (et (15) N) nitroxydes. Les effets de relaxation n&#39;ont pas été inclus. Plusieurs exemples de une et deux dimensions transformées de Fourier des signaux du domaine temporel vs évolution dipolaire et en écho de spin des variables temporelles de l&#39;enveloppe sont présentés à titre d&#39;illustration. Des comparaisons sont faites entre les simulations 1D rigoureuses et des approximations analytiques. Les simulations rigoureuses présentées ici donnent un aperçu DQC spectroscopie RPE, ils servent en tant que norme pour évaluer les résultats de théories approchées, et ils peuvent être utilisés pour planifier les futures expériences de DQC.

Structure Du Complexe Ternaire Formé Par Un Domaine Récepteur Chimiotactisme De Signalisation, L&#39;histidine Kinase Chea, Et La Protéine De Couplage à Mâcher Déterminé Par Spectroscopie RPE Pulsée Dipolaire

Biochemistry. May, 2010  |  Pubmed ID: 20355710

Appareil de signalisation qui contrôle la chimiotaxie bactérienne est composé d&#39;un noyau contenant complexes chimiorécepteurs, l&#39;histidine autokinase CheA, et la protéine de couplage mâcher. Site spécifique marquage de spin dipolaire et pulsé spectroscopie RPE (PDS) ont été appliquées pour étudier la structure d&#39;un complexe ternaire soluble formé par Thermotoga maritima Chea (TmCheA), Chew, et les domaines des récepteurs de signalisation. Trente-cinq symétriques de spin-label des sites (SLSS) ont été conçus dans les cinq domaines du dimère CheA et Chew à fournir des restrictions de distance au sein de la CheA: Chew complexe en l&#39;absence et la présence d&#39;un récepteur soluble qui inhibe l&#39;activité kinase (TM14). D&#39;autres restrictions PDS entre les spin-étiquetés Chea, Chew, et une ingénierie unique chaîne de récepteur marqué sur six sites différents permettent l&#39;amarrage de la structure du récepteur par rapport à la CheA: Chew complexe. Disulfure de réticulation entre sélectivement incorporées résidus Cys trouve deux paires de positions qui fournissent des contraintes supplémentaires dans le complexe ternaire: une participation TM14 et de mâcher et un autre impliquant TM14 et Chea. La structure dérivée du complexe ternaire indique un site principal d&#39;interaction entre Chew et TM14 qui s&#39;accorde bien avec les données antérieures biochimiques et génétiques pour chémorécepteurs transmembranaires. Les distributions de distance PDS sont plus compatible avec un seul Chew directement engageant une dimère TM14. Le domaine de dimérisation Chea (P3) aligne environ antiparallèle à la pointe des récepteurs de signalisation conservée mais ne interagissent fortement avec elle. L&#39;angle de l&#39;axe du récepteur par rapport à P3 et le domaines Chew contraignant P5 est lié par deux limites différentes d&#39;environ 20 degrés. Dans une limite, TM14 aligne à peu près sur P3 et peuvent interagir dans une certaine mesure avec la région charnière près de la boucle en épingle à cheveux P3. Dans l&#39;autre limite, TM14 bâche d&#39;interagir avec le domaine de la sous-unité P5 opposée à une interface qui imite celle observée avec l&#39;homologue P5 mâcher. Le domaine temporel des données ESR peut être simulée par le modèle que si la variabilité orientationnel est introduite pour la P5 et, en particulier, les domaines P3. La pointe TM14 se lie également à côté d&#39;un des domaines kinases Chea (P4); cependant, dans les Etats à la fois liée et non liée, P4 échantillons une large gamme de distributions qui ne sont que peu affectées par TM14 contraignant. Les domaines P1 Chea qui contiennent l&#39;histidine substrat sont également largement distribués dans l&#39;espace dans toutes les conditions. Dans le cadre de la maille hexagonale formée par chimiorécepteurs transmembranaires trimères, la structure PDS est meilleure logé avec le domaine P3 au centre d&#39;un bord en nid d&#39;abeilles.

Multifréquence Electron étude De Résonance Paramagnétique De La Dynamique De Spin Étiqueté Lysozyme T4

The Journal of Physical Chemistry. B. Apr, 2010  |  Pubmed ID: 20361789

Un vaste ensemble de spectres résonance de spin électronique a été obtenue sur une large gamme de fréquences (9, 95, 170 et 240 GHz) et les températures (de 2 à 32 degrés C) pour explorer les modes dynamiques de nitroxyde marqué lysozyme T4 en solution. Une chaîne de nitroxyde couramment utilisé côté (R1), ou un analogue méthylé avec le mouvement interne entravé (R2), a été remplacé par la chaîne latérale natif sur les sites hélicoïdaux exposés aux solvants, 72 ou 131. Les spectres à tous les quatre fréquences ont été simultanément s&#39;adapter à la structure locale de détente lentement (LRS) de modèle. Bons ajustements ont été réalisés à toutes les températures. Deux principaux modes dynamiques sont incluses dans le modèle LRS, le tumbling mondiale de la protéine et le mouvement interne constitué des fluctuations du squelette et des chaînes latérales isomérisations. Trois composantes spectrales distinctes ont été nécessaires pour R1 et R2 deux pour rendre compte de la spectres à toutes les températures. La première est une composante très ordonnée et lente de mouvement, ce qui est observé dans le spectre de la R1 et R2, il peut correspondre à conformères stabilisés par interaction avec la surface de la protéine. La fraction de ce composant diminue lorsque la température augmente et est plus peuplée dans les spectres R2, éventuellement résultant de l&#39;interaction forte de la bague nitroxyde avec la surface de protéines due au groupe méthyle supplémentaire. Les deux autres composantes de la R1 et la deuxième composante de R2 sont caractérisées par diffusion anisotropique rapide et relativement faible de la commande, la plus probable correspondant à conformères ayant des interactions avec peu ou pas de résidus à proximité. Ficoll de différentes concentrations a été ajouté pour augmenter la viscosité de la solution, ce qui ralentit l&#39;économie mondiale tumbling de la protéine. Un effet significatif de Ficoll sur le mouvement interne d&#39;un composant immobilisé était apparente dans R2, mais pas dans R1. La capacité de ces études multifréquences de séparer les effets de l&#39;accélération des modes internes du mouvement à partir de lents mouvements globaux est clairement démontré, et son utilité dans de futures études est pris en considération.

Une étude Multifréquence EPR De Fe2 + Et Mn2 + Ions Dans Un ZnSiF (6) 0,6 H2O Cristal Unique à L&#39;hélium Liquide Températures

Journal of Magnetic Resonance (San Diego, Calif. : 1997). Jul, 2010  |  Pubmed ID: 20395160

Un étude température de l&#39;hélium liquide-Fe 2 + et des ions Mn 2 + a été effectuée sur un monocristal de Fe 2 + dopé ZnSiF (6) 0,6 à 5 H2O-35K à 170, 222,4 et 333.2G Hz. Les spectres se trouvent à avoir un chevauchement des deux magnétiquement non équivalents des ions Fe2 +, ainsi que celle d&#39;un ion Mn2 +. De la simulation des positions sur la ligne EPR pour le Fe 2 + (d6, S = 2) d&#39;ions les paramètres spin-hamiltoniens ont été estimés pour les deux inéquivalentes ions Fe2 + à des températures différentes. À partir des intensités relatives de lignes du signal absolu des paramètres de structure fine ont été estimée. En outre, les structure fine et hyperfine structure de spin-hamiltoniens paramètres pour le Mn2 + ions, présents sous forme d&#39;impureté dans les sites interstitiels, ont été estimés à partir du hyperfine autorisé et interdit postes de première ligne. Les vertus particulières d&#39;une telle étude monocristallin vs que sur des poudres sont notés.

Donnez Votre Avis Sur &quot;La Base Physique Du Modèle Sans L&#39;analyse Des Données De Relaxation RMN à Partir De Protéines Et Fluides Complexes&quot; [J. Chem. Phys. 131, 224 507 (2009)]

The Journal of Chemical Physics. May, 2010  |  Pubmed ID: 20515116

Le Domaine Des Lipides De Liaison De Type Sauvage Et Mutant Alpha-synucléine: Compacité Et Interconversion Entre Les Formes Brisées Et Helix étendue

The Journal of Biological Chemistry. Sep, 2010  |  Pubmed ID: 20592036

L&#39;alpha-synucléine (alphas) ​​est liée à la maladie de Parkinson grâce à son dépôt dans une forme de fibrilles amyloïdes dans les dépôts à corps de Lewy, et par l&#39;existence de trois alphas mutations ponctuelles qui conduisent à l&#39;apparition autosomique dominante parkinsonisme début. La fonction normale de alphas est considéré être liée à la capacité de la protéine de se lier à la surface des vésicules synaptiques. Lors de la liaison à des vésicules, alphas subit une réorganisation structurelle à partir d&#39;un ensemble dynamique et désordonnée à une conformation constitué d&#39;une longue hélice prolongée. En présence de petites micelles de détergent sphéroïdales, cependant, cette conformation hélicoïdale élargie peut convertir en un état hélice brisée, dans lequel une région à proximité du milieu de l&#39;hélice se déroule pour former une liaison entre les deux hélices séparées résultantes. Membranaires conformations des alphas susceptibles médiation de la fonction de la protéine, mais peut également jouer un rôle dans l&#39;agrégation et la toxicité de la protéine. Ici, nous avons entrepris une étude sur les effets des trois connus PD mutations liées sur les conformations de détergent et liés à la membrane des alphas, ainsi que les facteurs qui régissent la transition de la protéine entre l&#39;hélice étendue et les Etats hélice brisées. Utilisation de mesures de RPE pulsées dipolaires des distances allant jusqu&#39;à 8,7 nm, nous montrons que tous les trois PD-mutants liés alphas conserver la capacité de passage de l&#39;hélice cassée à la conformation hélice prolongée. En outre, nous constatons que le rapport de la protéine à des détergents, plutôt que de simplement la concentration de détergent absolue, détermine si la protéine adopte la conformation hélice brisée ou prolongée.

Dynamique Des Structures De Bio-macromolécules Par RMN: L&#39;approche Lentement La Structure Locale Détente

Progress in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy. May, 2010  |  Pubmed ID: 20625480

Compréhension Des Mécanismes De Pyrococcus Horikoshii DPH2, Un Centre [4Fe-4S] Enzyme Nécessaire à La Biosynthèse Diphthamide

Molecular BioSystems. Jan, 2011  |  Pubmed ID: 20931132

Diphthamide, la cible de la toxine diphtérique, est une modification post-traductionnelle uniques sur le facteur d&#39;allongement de traduction eucaryote et Archaea 2 (EF2). La biosynthèse de la proposition de diphthamide comporte trois étapes et nous avons récemment constaté que, dans Pyrococcus horikoshii (P. horikoshii), la première étape utilise un câble S-adénosyl-L-méthionine (SAM)-dépendante [4Fe-4S] enzyme, PhDph2, à catalyser la formation d&#39;une liaison CC. Crystal structure montre que PhDph2 est un homodimère et chaque monomère contient trois résidus cystéine conservés qui peuvent se lier un centre [4Fe-4S]. Dans l&#39;état réduit, le [4Fe-4S] peut fournir un électron à réductrice cliver la molécule liée SAM. Cependant, différents du classique SAM famille radicale des enzymes, des preuves biochimiques suggèrent qu&#39;un radical 3-amino-3-carboxypropyle est généré dans PhDph2. Ici, nous présentons les éléments probants justifiant que le radical 3-amino-3-carboxypropyle ne subissent pas de réaction d&#39;abstraction d&#39;hydrogène, qui est observé pour l&#39;désoxyadénosyle radical classiques enzymes SAM radicales. Au lieu, le radical 3-amino-3-carboxypropyle est ajouté à l&#39;cycle imidazole dans le trajet vers la formation du produit. En outre, nos données suggèrent que la chimie ne nécessite qu&#39;une seule [4Fe-4S] à être présent dans le dimère PhDph2.

Formulaires De La Manche Et Nonchannel De Spin-étiquetés Gramicidine Dans Les Membranes Et Leurs équilibres

The Journal of Physical Chemistry. B. Jan, 2011  |  Pubmed ID: 21142163

Formes de la Manche et de la gramicidine A nonchannel (GA) ont été étudiés par RPE dans des environnements différents lipides en utilisant de nouveaux mono-et double-spin des composés étiquetés. Pour les canaux GA, nous démontrons ici comment impulsion ESR dipolaire peut être utilisé pour déterminer l&#39;orientation de la molécule membranaire de déplacement par rapport à la normale de la membrane et d&#39;étudier les effets subtils de l&#39;environnement lipidique sur la distance interspin dans le spin-étiquetés canal gramicidine. Pour étudier les formes de nonchannel gramicidine, le pouls dipolaire ESR a été utilisé en premier pour déterminer les distances interspin correspondant à des monomères et des dimères double hélice de molécules GA spin-marquées dans le trifluoroéthanol solvants organiques et l&#39;octanol. Les mêmes distances ont ensuite été observés dans les membranes. Depuis la détection de formes nonchannel dans la membrane est compliquée par agrégation, on supprime toute spectres dipolaire à des distances interspin intermoléculaires résultant des agrégats à l&#39;aide double marqué GA dans un mélange avec un excès non marqué GA. Dans les lipides de désadaptation hydrophobes (L (β) la phase de la DPPC), les canaux de gramicidine se dissocier en monomères libres. La structure de squelette de la forme monomérique est similaire à une unité monomère du dimère de canal. En plus de canaux et de monomères, la conformation en double hélice de la gramicidine est présent dans certains environnements membranaires. Dans la phase de gel de phosphatidylcholines saturées, la fraction de doubles hélices augmente dans l&#39;ordre suivant: DLPC &lt;DMPC &lt;DSPC &lt;DPPC. L&#39;équilibre DHD / monomère dans DPPC a été déterminée. Dans les membranes, sous la forme d&#39;une double hélice est présente uniquement dans les agrégats. En outre, nous avons étudié l&#39;effet de la N-terminal de substitution dans la molécule GA lors de la formation du canal. Ce travail montre comment pulsé ESR dipolaire peut être utilisée pour étudier les équilibres complexes de peptides dans les membranes.

Dynamics Backbone De L&#39;hémoglobine Désoxy Et Carbonmonoxy Par RMN / LRS

The Journal of Physical Chemistry. B. Jan, 2011  |  Pubmed ID: 21162544

La structure de détente lentement locale (LRS) approche, développée pour l&#39;analyse RMN relaxation de spin dans les protéines, est appliquée ici à l&#39;amide N ¹ ⁵ détente du taux d&#39;hémoglobine désoxy et carbonmonoxy. Les données expérimentales, y compris ¹ ⁵ N T ₁, T ₂ et ¹ ⁵ N-{H} NOE ¹, acquis à 11,7 et 14,1 T, et 29 et 34 ° C, sont analysés. La limitation des mouvements du local de la liaison NH est décrite en termes de la valeur principale (S (0) (2)) et de l&#39;orientation (β (D)) d&#39;un tenseur axiale commande locale, S, et les valeurs principales (R (| |) (L) et R (⊥) (L)) et de l&#39;orientation (β (O)) d&#39;un tenseur de diffusion locale axiale, R (L). Les paramètres c ₀ ² (le coefficient potentiel en fonction de laquelle S (0) (2) est défini), R (| |) (L), β (D), et β (O) sont déterminées par les données de montage; R (⊥ ) (L) est égal au taux global de mouvement, R (C), trouvé précédemment pour être (5.2 à 5.8) × 10 ⁶ 1 / s dans la gamme de température. L&#39;axe principal de S est (presque) parallèle à l&#39;C (i-1) (α)-C (i) (α) l&#39;axe; lorsque les deux axes sont parallèles, β (D) = -101,3 ° (dans le cadre utilisée). L&#39;axe principal de R (L) est (presque) parallèle à la liaison NH; lorsque les deux axes sont parallèles, β (O) = -101,3 °. Pour &quot;rigide&quot; liaisons NH situés dans des éléments de structure secondaire des paramètres les mieux adaptées sont: S (0) (2) = 0.88-0.95 (correspondant à potentialités locales de 8,6 à 19,9 k (B) T), R (| |) ( L) = 10 ⁹ à 10 ¹ ⁰ 1 / s, β (D) = -101,3 ° ± 2,0 °, et β (O) = -101,3 ° ± 4 °. Pour liaisons NH flexibles situées en boucle les valeurs du meilleur ajustement sont S (0) (2) = 0,75-0,80 (correspondant à des potentiels locaux de 04.05 à 05.05 k (B) T), R (| |) (L) = ( de 1,0 à 6,3) × 10 ⁸ 1 / s, β (D) = -101,3 ° ± 4,0 °, et β (O) = -101,3 ° ± 10 °. Ces résultats sont importants en vue de leur clarté potentiel physique, inhérente à l&#39;interprétation en outre, la cohérence, et de nouvelles informations qualitatives fournies (vide infra).

Dynamique De Méthyle D&#39;un Ca2 +-calmoduline-peptide Complexe De RMN / LRS

The Journal of Physical Chemistry. B. Jan, 2011  |  Pubmed ID: 21166433

Nous avons développé le lentement détente structure locale (LRS) approche pour l&#39;analyse de la relaxation de spin de RMN en protéines. Comptes LRS pour le couplage dynamique entre le tumbling de la protéine et le mouvement local de la sonde et pour des propriétés générales tensorielles. Il s&#39;agit de la généralisation de la traditionnelle sans modèle (MF), qui ne tient pas compte pour le mode de couplage et ne traite que de simples propriétés tensorielles. LRS est appliquée aux présentes à ² H relâchement de ¹ ³ CDH ₂-groupes dans le complexe de Ca (2 +)-calmoduline avec le peptide smMLCKp. Les données documentaires comprenant ² H T ₁ et T ₂ acquises à 14,1 et 17,6, et T 288, 295, 308, 320 et K, sont utilisés. Nous constatons que le mode de couplage est un petit effet de la dynamique de méthyle. D&#39;autre part, des propriétés générales tensorielles sont importants. En particulier, il est important pour permettre l&#39;asymétrie des restrictions spatiales locales, qui peuvent être représentés dans LRS par un tenseur rhombique commande locale avec des composants S (0) (2) et S (2) (2). Le cadre des axes principaux de ce tenseur est évidemment différente de celle des cadres axiaux des tenseurs magnétiques. Ici, nous constatons que -0,2 ≤ S (0) (2) ≤ 0,5 et -0,4 ≤ S (2) (2) ≤ 0. MF dispose d&#39;un paramètre unique «généralisée» afin, S, limitée à la gamme de 0 à 0.316; la géométrie locale est fondamentalement simple. Le paramètre S est inexacte, après avoir absorbé les effets portés disparus, notamment S (2) (2) ≠ 0. Nous constatons que les méthyles méthionine (les types de méthyle d&#39;autres) avec des taux de réorienter 8,6 × 10 ⁹ à 21,4 × 10 ⁹ (0,67 × 10 ⁹ à 6,5 × 10 ⁹) 1 / s. Les énergies d&#39;activation correspondantes sont de 10 (10-27) kJ / mol. En revanche, MF donne inexactes locaux efficaces temps de corrélation promotionnels, T (e), une dépendance en température non physique. Ainsi, le problème S-, et τ (e) à base de MF image de la dynamique de méthyle a été remplacé par une image pertinentes physique sur la base de la commande locale un tenseur lié à des caractéristiques structurelles, et un tenseur de diffusion locale qui donne des énergies d&#39;activation précis.

Deux Résidus Conservés Soient Importants Pour Déclencher Les Domaines Membranaires Hautement Ordonnés Par Le Domaine Transmembranaire De Hémagglutinine De La Grippe

Biophysical Journal. Jan, 2011  |  Pubmed ID: 21190660

L&#39;interaction avec des lipides d&#39;un peptide synthétique correspondant au domaine transmembranaire de hémagglutinine de la grippe a été étudiée au moyen de la résonance de spin électronique. Une analyse détaillée des spectres de résonance de spin électronique de spin-étiquetés phospholipides a révélé que le principal effet du peptide sur la structure de la membrane dynamique est d&#39;inciter les domaines membranaires hautement ordonnés qui sont associés à des interactions électrostatiques entre le peptide et les lipides chargés négativement. Deux résidus hautement conservés dans le peptide ont été identifiés comme étant importants pour la membrane de commande d&#39;effet. L&#39;agrégation des vésicules unilamellaires de grandes induites par le peptide a également été trouvé pour être en corrélation avec l&#39;effet de membrane de commande du peptide, indiquant qu&#39;une augmentation de la membrane de commande, c&#39;est à dire, la déshydratation membrane, est importante pour l&#39;agrégation des vésicules. La possibilité que l&#39;interaction hydrophobe entre les domaines membranaires hautement ordonnés joue un rôle dans l&#39;agrégation des vésicules et de la fusion virale est discutée.

Une Nouvelle Lanczos Basée Sur L&#39;algorithme De Simulation De Haute Fréquence à Deux Dimensions Spectra Résonance De Spin électronique

The Journal of Chemical Physics. Jan, 2011  |  Pubmed ID: 21261335

L&#39;algorithme de Lanczos (LA) est une méthode utile itératif pour la réduction d&#39;une grande matrice de la forme tridiagonale. Il s&#39;agit d&#39;une procédure de stockage efficace ne nécessitant que les deux précédentes vecteurs de Lanczos pour calculer la suivante. La quasi-résiduelle minimale (QMR) est une méthode puissante pour la solution de systèmes d&#39;équations linéaires, Ax = b. Dans ce rapport, nous fournissons une autre application de la méthode QMR: nous intégrons QMR dans le Los Angeles pour suivre la convergence des projections Lanczos dans la réduction des matrices creuses de grande taille. Nous démontrons que l&#39;approche combinée de la LA et QMR peuvent être utilisés efficacement pour la transformation orthogonale de grande, mais éparses, complexes, matrices symétriques, tels que l&#39;on rencontre dans la simulation de la lenteur de mouvement de résonance de spin-1D et 2D-électrons ( ESR) spectres. Surtout dans les simulations 2D-ESR, il est essentiel que nous stockons tous les vecteurs Lanczos obtenus dans le cadre des récurrences LA et de maintenir leur orthogonalité. Dans l&#39;application LA-QMR, la matrice de poids QMR atténue le problème que les vecteurs Lanczos perdre orthogonalité après les projections de Los Angeles de nombreux. Cela permet beaucoup plus de projections Lanczos, comme nécessaires pour parvenir à une convergence pour les simulations les plus difficiles ESR. Il fournit donc une meilleure précision pour les vecteurs propres et les valeurs propres des grandes matrices creuses originaires de 2D-ESR simulations que ne le fait la méthode précédemment utilisée, qui est une approche combinée de la LA et les gradient conjugué (CG) des méthodes, comme en témoignent la qualité et la convergence des simulations 2D-ESR. Nos résultats montrent que très lente-motionnelle 2D-RPE à la bande W (95 GHz) peut être simulé de façon fiable en utilisant la méthode LA-QMR, tandis que le LA-CG se soustrait systématiquement. Les améliorations dues à la LA-QMR sont d&#39;une importance cruciale pour permettre la simulation de haute fréquence 2D-RPE, qui se caractérisent par leur très haute résolution à l&#39;orientation moléculaire.

2D-ELDOR étude Des Changements D&#39;hétérogénéité Et De La Structure De Domaine Vésicules Membranaires Plasmiques Sur Réticulation Des Récepteurs

The Journal of Physical Chemistry. B. Sep, 2011  |  Pubmed ID: 21780815

2D électron-électron double résonance (2D-ELDOR) avec le «plein-Sc&quot; méthode d&#39;analyse est appliquée à l&#39;étude de vésicules membranaires. Changements structurels sur membrane antigène de réticulation des IgE récepteurs (IgE-FceRI) dans la membrane plasmique des vésicules (VMP) isolés à partir des mastocytes RBL-2H3 sont étudiées, pour la première fois, par le biais de ces techniques 2D-Eldor. Spectres de 1-palmitoyl-2-(16-stéaroyl doxyle) phosphatidylcholine (PC-16) à partir VMP avant et après cette stimulation à plusieurs températures sont rapportés. Les résultats démontrent une coexistence de liquide ordonnées (L (o)) et liquide désordonné (L (d)) des composants. Nous constatons que sur la réticulation, l&#39;environnement membrane est remodelé afin de devenir plus désordonnée, comme le montre une augmentation modérée de la population de la L (d) du composant. Ce changement dans la quantité relative de la L (o) par rapport à L (d) sur les composants de réticulation est compatible avec un modèle dans lequel les récepteurs IgE, qui, lorsqu&#39;il est en cluster par un antigène à provoquer une stimulation cellulaire, mener à des lipides plus désordonnés, et leur les propriétés dynamiques et structurales sont légèrement modifiées. Cette étude démontre que la 2D-ELDOR, analysé par l&#39;ensemble du Sc-méthode, est une approche puissante pour la capture de la dynamique moléculaire dans les membranes biologiques. Il s&#39;agit d&#39;un cas particulier en montrant comment 2D-ELDOR peut être appliqué à étudier les processus physiques dans les systèmes complexes qui donnent des changements subtils.

Distributions De Conformation Et La Liaison Hydrogène Dans Les Bicouches Lipidiques Gel Et Congelé: Une étude De Haute Fréquence ESR Spin-Label

The Journal of Physical Chemistry. B. Feb, 2012  |  Pubmed ID: 22324811

Les paramètres ESR de marqueurs de spin PC dans les membranes congelés ne représente pas seulement la polarité membranaire ou un profil de pénétration de l&#39;eau. Au lieu de cela, ils montrent une répartition entre l&#39;hydrogène lié (HB) et non-hydrogène lié (non-HB) les Etats, qui est affectée par un certain nombre de facteurs dans la composition de la membrane. Semblable à l&#39;exclusion des solutés de solvants de cristallisation, la phase de gel en vrac pur exclut nitroxydes, forçant chaînes acyles de prendre des conformations pliées. Dans ces conformations le nitroxyde est de l&#39;hydrogène lié. En outre, lors du refroidissement progressif des étiquettes en surfusion PC gel subir lente agrégation latérale résultant en un signal d&#39;arrière-plan large. Toutefois, si l&#39;échantillon est instantanément gelé, ce contexte est remplacé par le composant HB. Dans les membranes avec le taux de cholestérol observée le HB / non-HB ratio peut être décrit par un équilibre de partage entre les nitroxydes-comme situés dans les défauts de structure lipidique dans le noyau hydrophobe et ceux à proximité de la surface de la membrane.