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Structural determination of calcyanin, a novel protein involved in intracellular biomineralization in cyanobacteria
No full textLa biominéralisation est l'ensemble des processus qui mènent à la formation de minéraux par des êtres vivants. En 2012, un nouveau phénotype de biominéralisation a été décrit chez les cyanobactéries, caractérisé par la présence de précipités amorphes de carbonate d'alcalino-terreux intracellulaire. Une analyse de génomique comparative a montré que ce phénotype était associé à la présence d'un gène, encore non caractérisé, qui a été nommé ccyA. Ce gène code pour une protéine nommée calcyanine. La calcyanine a 4 variants qui partagent un même domaine C-terminal ((GlyZip)3), mais qui diffèrent par leur domaine N-terminal (CoBaHMA, X, Y ou Z). Aucun de ces 5 domaines n'est encore décrit dans la littérature. L'objectif de cette thèse a été de caractériser la structure 3D de la calcyanine de Synechococcus calcipolaris, variant à domaine CoBaHMA, en combinant des approches bioinformatiques et expérimentales, afin de progresser dans la connaissance de sa fonction. En combinant un ensemble de méthodes d’analyse de séquences et de modélisation, nous avons montré que le domaine CoBaHMA adopte un repliement « ferredoxin-like » typique de la superfamille HMA (« Heavy-Metal Associated ») et forme au sein de celle-ci une nouvelle famille, caractérisée par la conservation d’acides aminés basiques et la présence d’un brin β additionnel (1). Nous avons ensuite réalisé des recherches avancées de similitudes de séquence, intégrant les informations dérivées des modèles de structure 3D. Nous avons ainsi montré que le domaine CoBaHMA est présent dans différentes organisations modulaires au sein de taxa variés. Il existe sous la forme de domaine unique, ou accompagné d’autres domaines, en particulier des systèmes membranaires qui permettent, entre autre, le transport de substrats au travers des membranes (PIB-type ATPases, exporteurs ABC) ou qui constituent de nouvelles familles aux fonctions encore inconnues. Ces résultats permettent de proposer des hypothèses quant à la fonction moléculaire du domaine CoBaHMA (2). Nous avons également proposé un modèle cohérent des trois motifs glycine zippers individuels qui donnent leur nom au domaine (GlyZip)3 C-terminal des calcyanines. Ces glycine zippers forment une structure compacte de 2 hélices en épingle à cheveux, qui rappelle celle adoptée par des protéine transmembranaires formant des pores. Cependant, nous n’avons pu obtenir de modèle satisfaisant de l’assemblage des motifs glycine zipper, ni de leur interaction potentielle avec le domaine CoBaHMA, renforçant ainsi l’intérêt d’une étude expérimentale. Nous avons ainsi exprimé la calcyanine de S. calcipolaris chez Eschericha coli, et l’avons purifiée. Cette protéine s'est avérée peu stable, avec une propension à former un grand nombre d'objets de taille différentes en solution. Une expérience de protéolyse limitée a montré l'existence d'un fragment de la calcyanine résistant aux protéases, constitué du domaine CoBaHMA et du premier glycine zipper du domaine (GlyZip)3. Après expression hétérologue, nous avons donc purifié ce fragment fusionné à la protéine MBP (« Maltose Binding Protein »). Celui-ci ne forme qu'une espèce en solution, mais qui précipité facilement après avoir été séparé de la MBP. Nous avons cependant réussi à obtenir des cristaux de ce fragment offrant des perspectives encourageantes pour résoudre sa structure expérimentale. La calcyanine est donc une protéine difficile à étudier, tant par voie expérimentale que par modélisation. Néanmoins nous avons réussi à modéliser et caractériser plusieurs de ses fragments. Nous en avons déduit des informations pertinentes sur cette protéine. Plus particulièrement, nous avons mis en évidence une nouvelle famille de domaine, CoBaHMA, dont la présence dans d’autres architectures protéiques ouvre des perspectives pour comprendre sa fonction et son évolution. (1) Benzerara et al., 2022 14(3): evav026. doi :10.1093/gbe/evac026. (2) Gaschignard et al., En préparation.Biomineralisation is all the processes that lead to the formation of minerals by living beings. In 2012, a new biomineralization phenotype has been described in cyanobacteria, characterized by the presence of amorphous alkaline-earth carbonate inclusions inside the cells. A comparative genomic analysis revealed that this intracellular biomineralisation phenotype is linked to the presence of one gene, unknown at the time, which has been called ccyA. It codes for one protein called calcyanin. Calcyanin has 4 variants, that share the same C-terminus domain ((GlyZip)3), but which differ in their N-terminus domain (CoBaHMA, X, Y or Z). None of these 5 domains has already been described in the literature. The goal of this PhD was to characterize the 3D structure of Synechococcus calcipolaris’s calcyanin, which has a CoBaHMA domain, by combining bioinformatics and experimental approaches, in order to make hypothesis regarding its role. Through sequence analysis and 3D structure modeling, we showed that the CoBaHMA domain belongs to the “ferredoxin-like” fold, typical of the superfamily HMA (“Heavy Metal Associated”), and sets itself as a new family in it, characterized by conserved basic amino acids and an additional β strand (1). We have performed sequence similarity searches, refined with the structural information of the 3D structure models. This way, we showed that the CoBaHMA domain can be found on several different protein architectures, in various taxa. It exists has an independent domain, or in conjunction with other domains, especially membrane systems which, among others, allow transports of substrates through the membrane (PIB-type ATPases, ABC exporters) or new families with unknown functions. These results lead us to formulate hypotheses regarding the CoBaHMA domain function (2). We also proposed a robust model for the individual glycine zipper from which the name of the C-terminus domain (GlyZip)3 of calcyanins comes from. These glycine zippers have a structure of a compact hairpin made of two helices, which is akin to the ones of transmembrane proteins that form pore. However, we were not able to model satisfyingly their assembly nor their possible interactions with the CoBaHMA domain, emphasizing the importance of studying the protein experimentally. We successfully expressed calcyanin in Eschericha coli, and purified it. However the protein proved to be quite unstable, with a propensity to form a great diversity of objects with different sizes. A limited proteolysis experiment revealed the existence of a protease-resistant fragment of calcyanin, which encompasses the CoBaHMA domain and the first glycine zipper of the (GlyZip)3 domain. We expressed and purified this fragment, fused to MBP (« Maltose Binding Protein »). The fragment forms only one object in solution, but is prone to precipitation once separated from MBP. Yet we have successfully obtained crystals of this fragment, which pave the way to solve its experimental 3D structure. Calcyanin is a difficult protein to work with, both experimentally and by bioinformatics. But we managed to model and characterize several of its fragments. From that, we inferred relevant information on calcyanin. More specifically, we highlighted a new family of domains, CoBaHMA, which presence on other protein architectures opens up new hints to understand its function and evolution. (1) Benzerara et al., 2022 14(3): evav026. doi :10.1093/gbe/evac026. (2) Gaschignard et al., En préparation
Étude structurale de la calcyanine, nouvelle protéine impliquée dans la biominéralisation intracellulaire chez les cyanobactéries
No full textBiomineralisation is all the processes that lead to the formation of minerals by living beings. In 2012, a new biomineralization phenotype has been described in cyanobacteria, characterized by the presence of amorphous alkaline-earth carbonate inclusions inside the cells. A comparative genomic analysis revealed that this intracellular biomineralisation phenotype is linked to the presence of one gene, unknown at the time, which has been called ccyA. It codes for one protein called calcyanin. Calcyanin has 4 variants, that share the same C-terminus domain ((GlyZip)3), but which differ in their N-terminus domain (CoBaHMA, X, Y or Z). None of these 5 domains has already been described in the literature. The goal of this PhD was to characterize the 3D structure of Synechococcus calcipolaris’s calcyanin, which has a CoBaHMA domain, by combining bioinformatics and experimental approaches, in order to make hypothesis regarding its role. Through sequence analysis and 3D structure modeling, we showed that the CoBaHMA domain belongs to the “ferredoxin-like” fold, typical of the superfamily HMA (“Heavy Metal Associated”), and sets itself as a new family in it, characterized by conserved basic amino acids and an additional β strand (1). We have performed sequence similarity searches, refined with the structural information of the 3D structure models. This way, we showed that the CoBaHMA domain can be found on several different protein architectures, in various taxa. It exists has an independent domain, or in conjunction with other domains, especially membrane systems which, among others, allow transports of substrates through the membrane (PIB-type ATPases, ABC exporters) or new families with unknown functions. These results lead us to formulate hypotheses regarding the CoBaHMA domain function (2). We also proposed a robust model for the individual glycine zipper from which the name of the C-terminus domain (GlyZip)3 of calcyanins comes from. These glycine zippers have a structure of a compact hairpin made of two helices, which is akin to the ones of transmembrane proteins that form pore. However, we were not able to model satisfyingly their assembly nor their possible interactions with the CoBaHMA domain, emphasizing the importance of studying the protein experimentally. We successfully expressed calcyanin in Eschericha coli, and purified it. However the protein proved to be quite unstable, with a propensity to form a great diversity of objects with different sizes. A limited proteolysis experiment revealed the existence of a protease-resistant fragment of calcyanin, which encompasses the CoBaHMA domain and the first glycine zipper of the (GlyZip)3 domain. We expressed and purified this fragment, fused to MBP (« Maltose Binding Protein »). The fragment forms only one object in solution, but is prone to precipitation once separated from MBP. Yet we have successfully obtained crystals of this fragment, which pave the way to solve its experimental 3D structure. Calcyanin is a difficult protein to work with, both experimentally and by bioinformatics. But we managed to model and characterize several of its fragments. From that, we inferred relevant information on calcyanin. More specifically, we highlighted a new family of domains, CoBaHMA, which presence on other protein architectures opens up new hints to understand its function and evolution. (1) Benzerara et al., 2022 14(3): evav026. doi :10.1093/gbe/evac026. (2) Gaschignard et al., En préparation.La biominéralisation est l'ensemble des processus qui mènent à la formation de minéraux par des êtres vivants. En 2012, un nouveau phénotype de biominéralisation a été décrit chez les cyanobactéries, caractérisé par la présence de précipités amorphes de carbonate d'alcalino-terreux intracellulaire. Une analyse de génomique comparative a montré que ce phénotype était associé à la présence d'un gène, encore non caractérisé, qui a été nommé ccyA. Ce gène code pour une protéine nommée calcyanine. La calcyanine a 4 variants qui partagent un même domaine C-terminal ((GlyZip)3), mais qui diffèrent par leur domaine N-terminal (CoBaHMA, X, Y ou Z). Aucun de ces 5 domaines n'est encore décrit dans la littérature. L'objectif de cette thèse a été de caractériser la structure 3D de la calcyanine de Synechococcus calcipolaris, variant à domaine CoBaHMA, en combinant des approches bioinformatiques et expérimentales, afin de progresser dans la connaissance de sa fonction. En combinant un ensemble de méthodes d’analyse de séquences et de modélisation, nous avons montré que le domaine CoBaHMA adopte un repliement « ferredoxin-like » typique de la superfamille HMA (« Heavy-Metal Associated ») et forme au sein de celle-ci une nouvelle famille, caractérisée par la conservation d’acides aminés basiques et la présence d’un brin β additionnel (1). Nous avons ensuite réalisé des recherches avancées de similitudes de séquence, intégrant les informations dérivées des modèles de structure 3D. Nous avons ainsi montré que le domaine CoBaHMA est présent dans différentes organisations modulaires au sein de taxa variés. Il existe sous la forme de domaine unique, ou accompagné d’autres domaines, en particulier des systèmes membranaires qui permettent, entre autre, le transport de substrats au travers des membranes (PIB-type ATPases, exporteurs ABC) ou qui constituent de nouvelles familles aux fonctions encore inconnues. Ces résultats permettent de proposer des hypothèses quant à la fonction moléculaire du domaine CoBaHMA (2). Nous avons également proposé un modèle cohérent des trois motifs glycine zippers individuels qui donnent leur nom au domaine (GlyZip)3 C-terminal des calcyanines. Ces glycine zippers forment une structure compacte de 2 hélices en épingle à cheveux, qui rappelle celle adoptée par des protéine transmembranaires formant des pores. Cependant, nous n’avons pu obtenir de modèle satisfaisant de l’assemblage des motifs glycine zipper, ni de leur interaction potentielle avec le domaine CoBaHMA, renforçant ainsi l’intérêt d’une étude expérimentale. Nous avons ainsi exprimé la calcyanine de S. calcipolaris chez Eschericha coli, et l’avons purifiée. Cette protéine s'est avérée peu stable, avec une propension à former un grand nombre d'objets de taille différentes en solution. Une expérience de protéolyse limitée a montré l'existence d'un fragment de la calcyanine résistant aux protéases, constitué du domaine CoBaHMA et du premier glycine zipper du domaine (GlyZip)3. Après expression hétérologue, nous avons donc purifié ce fragment fusionné à la protéine MBP (« Maltose Binding Protein »). Celui-ci ne forme qu'une espèce en solution, mais qui précipité facilement après avoir été séparé de la MBP. Nous avons cependant réussi à obtenir des cristaux de ce fragment offrant des perspectives encourageantes pour résoudre sa structure expérimentale. La calcyanine est donc une protéine difficile à étudier, tant par voie expérimentale que par modélisation. Néanmoins nous avons réussi à modéliser et caractériser plusieurs de ses fragments. Nous en avons déduit des informations pertinentes sur cette protéine. Plus particulièrement, nous avons mis en évidence une nouvelle famille de domaine, CoBaHMA, dont la présence dans d’autres architectures protéiques ouvre des perspectives pour comprendre sa fonction et son évolution. (1) Benzerara et al., 2022 14(3): evav026. doi :10.1093/gbe/evac026. (2) Gaschignard et al., En préparation
Étude structurale de la calcyanine, nouvelle protéine impliquée dans la biominéralisation intracellulaire chez les cyanobactéries
No full textBiomineralisation is all the processes that lead to the formation of minerals by living beings. In 2012, a new biomineralization phenotype has been described in cyanobacteria, characterized by the presence of amorphous alkaline-earth carbonate inclusions inside the cells. A comparative genomic analysis revealed that this intracellular biomineralisation phenotype is linked to the presence of one gene, unknown at the time, which has been called ccyA. It codes for one protein called calcyanin. Calcyanin has 4 variants, that share the same C-terminus domain ((GlyZip)3), but which differ in their N-terminus domain (CoBaHMA, X, Y or Z). None of these 5 domains has already been described in the literature. The goal of this PhD was to characterize the 3D structure of Synechococcus calcipolaris’s calcyanin, which has a CoBaHMA domain, by combining bioinformatics and experimental approaches, in order to make hypothesis regarding its role. Through sequence analysis and 3D structure modeling, we showed that the CoBaHMA domain belongs to the “ferredoxin-like” fold, typical of the superfamily HMA (“Heavy Metal Associated”), and sets itself as a new family in it, characterized by conserved basic amino acids and an additional β strand (1). We have performed sequence similarity searches, refined with the structural information of the 3D structure models. This way, we showed that the CoBaHMA domain can be found on several different protein architectures, in various taxa. It exists has an independent domain, or in conjunction with other domains, especially membrane systems which, among others, allow transports of substrates through the membrane (PIB-type ATPases, ABC exporters) or new families with unknown functions. These results lead us to formulate hypotheses regarding the CoBaHMA domain function (2). We also proposed a robust model for the individual glycine zipper from which the name of the C-terminus domain (GlyZip)3 of calcyanins comes from. These glycine zippers have a structure of a compact hairpin made of two helices, which is akin to the ones of transmembrane proteins that form pore. However, we were not able to model satisfyingly their assembly nor their possible interactions with the CoBaHMA domain, emphasizing the importance of studying the protein experimentally. We successfully expressed calcyanin in Eschericha coli, and purified it. However the protein proved to be quite unstable, with a propensity to form a great diversity of objects with different sizes. A limited proteolysis experiment revealed the existence of a protease-resistant fragment of calcyanin, which encompasses the CoBaHMA domain and the first glycine zipper of the (GlyZip)3 domain. We expressed and purified this fragment, fused to MBP (« Maltose Binding Protein »). The fragment forms only one object in solution, but is prone to precipitation once separated from MBP. Yet we have successfully obtained crystals of this fragment, which pave the way to solve its experimental 3D structure. Calcyanin is a difficult protein to work with, both experimentally and by bioinformatics. But we managed to model and characterize several of its fragments. From that, we inferred relevant information on calcyanin. More specifically, we highlighted a new family of domains, CoBaHMA, which presence on other protein architectures opens up new hints to understand its function and evolution. (1) Benzerara et al., 2022 14(3): evav026. doi :10.1093/gbe/evac026. (2) Gaschignard et al., En préparation.La biominéralisation est l'ensemble des processus qui mènent à la formation de minéraux par des êtres vivants. En 2012, un nouveau phénotype de biominéralisation a été décrit chez les cyanobactéries, caractérisé par la présence de précipités amorphes de carbonate d'alcalino-terreux intracellulaire. Une analyse de génomique comparative a montré que ce phénotype était associé à la présence d'un gène, encore non caractérisé, qui a été nommé ccyA. Ce gène code pour une protéine nommée calcyanine. La calcyanine a 4 variants qui partagent un même domaine C-terminal ((GlyZip)3), mais qui diffèrent par leur domaine N-terminal (CoBaHMA, X, Y ou Z). Aucun de ces 5 domaines n'est encore décrit dans la littérature. L'objectif de cette thèse a été de caractériser la structure 3D de la calcyanine de Synechococcus calcipolaris, variant à domaine CoBaHMA, en combinant des approches bioinformatiques et expérimentales, afin de progresser dans la connaissance de sa fonction. En combinant un ensemble de méthodes d’analyse de séquences et de modélisation, nous avons montré que le domaine CoBaHMA adopte un repliement « ferredoxin-like » typique de la superfamille HMA (« Heavy-Metal Associated ») et forme au sein de celle-ci une nouvelle famille, caractérisée par la conservation d’acides aminés basiques et la présence d’un brin β additionnel (1). Nous avons ensuite réalisé des recherches avancées de similitudes de séquence, intégrant les informations dérivées des modèles de structure 3D. Nous avons ainsi montré que le domaine CoBaHMA est présent dans différentes organisations modulaires au sein de taxa variés. Il existe sous la forme de domaine unique, ou accompagné d’autres domaines, en particulier des systèmes membranaires qui permettent, entre autre, le transport de substrats au travers des membranes (PIB-type ATPases, exporteurs ABC) ou qui constituent de nouvelles familles aux fonctions encore inconnues. Ces résultats permettent de proposer des hypothèses quant à la fonction moléculaire du domaine CoBaHMA (2). Nous avons également proposé un modèle cohérent des trois motifs glycine zippers individuels qui donnent leur nom au domaine (GlyZip)3 C-terminal des calcyanines. Ces glycine zippers forment une structure compacte de 2 hélices en épingle à cheveux, qui rappelle celle adoptée par des protéine transmembranaires formant des pores. Cependant, nous n’avons pu obtenir de modèle satisfaisant de l’assemblage des motifs glycine zipper, ni de leur interaction potentielle avec le domaine CoBaHMA, renforçant ainsi l’intérêt d’une étude expérimentale. Nous avons ainsi exprimé la calcyanine de S. calcipolaris chez Eschericha coli, et l’avons purifiée. Cette protéine s'est avérée peu stable, avec une propension à former un grand nombre d'objets de taille différentes en solution. Une expérience de protéolyse limitée a montré l'existence d'un fragment de la calcyanine résistant aux protéases, constitué du domaine CoBaHMA et du premier glycine zipper du domaine (GlyZip)3. Après expression hétérologue, nous avons donc purifié ce fragment fusionné à la protéine MBP (« Maltose Binding Protein »). Celui-ci ne forme qu'une espèce en solution, mais qui précipité facilement après avoir été séparé de la MBP. Nous avons cependant réussi à obtenir des cristaux de ce fragment offrant des perspectives encourageantes pour résoudre sa structure expérimentale. La calcyanine est donc une protéine difficile à étudier, tant par voie expérimentale que par modélisation. Néanmoins nous avons réussi à modéliser et caractériser plusieurs de ses fragments. Nous en avons déduit des informations pertinentes sur cette protéine. Plus particulièrement, nous avons mis en évidence une nouvelle famille de domaine, CoBaHMA, dont la présence dans d’autres architectures protéiques ouvre des perspectives pour comprendre sa fonction et son évolution. (1) Benzerara et al., 2022 14(3): evav026. doi :10.1093/gbe/evac026. (2) Gaschignard et al., En préparation
Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Get PDFThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
Variations on the Author
Get PDF“Variations on the Author” discusses two of Eduardo Coutinho’s recent films (Um Dia na Vida, from 2010, and Últimas Conversas, posthumously released in 2015) and their contribution to the general question of documentary authorship. The director’s filmography is characterized by a consistent yet self-effacing form of authorial self-inscription: Coutinho often features as an interviewer that rather than express opinions propels discourses; an interviewer that is good at listening. This mode of self-inscription characterizes him as an author who is not expressive but who is nonetheless markedly present on the screen. In Um Dia na Vida, however, Coutinho is completely absent form the image, while Últimas Conversas, on the contrary, includes a confessional prologue that moves the director from the margins to the center of his films. This article examines the ways in which these works stand out in the filmography of a director who offers new insights into the notion of cinematic authorship
Appropriate Similarity Measures for Author Cocitation Analysis
Get PDFWe provide a number of new insights into the methodological discussion about author cocitation analysis. We first argue that the use of the Pearson correlation for measuring the similarity between authors’ cocitation profiles is not very satisfactory. We then discuss what kind of similarity measures may be used as an alternative to the Pearson correlation. We consider three similarity measures in particular. One is the well-known cosine. The other two similarity measures have not been used before in the bibliometric literature. Finally, we show by means of an example that our findings have a high practical relevance.information science;Pearson correlation;cosine;similarity measure;author cocitation analysis
Dispelling the Myths Behind First-author Citation Counts
Get PDFWe conducted a full-scale evaluative citation analysis study of scholars in the XML research field to explore just how different from each other author rankings resulting from different citation counting methods actually are, and to demonstrate the capability of emerging data and tools on the Web in supporting more realistic citation counting methods. Our results contest some common arguments for the continued
use of first-author citation counts in the evaluation of scholars, such as high correlations between author rankings by first-author citation counts and other citation
counting methods, and high costs of using more realistic citation counting methods that are not well-supported by the ISI databases. It is argued that increasingly available digital full text research papers make it possible for citation analysis studies to go beyond what the ISI databases have directly supported and to employ more
sophisticated methods
koamabayili/VECTRON-author-checklist: VECTRON author checklist
No full textWe have done our best to complete the author checklist relating to the use of animals in the hut study. Note that the objective for the hut study was to evaluate the IRS treatment applications for residual efficacy against Anopheles mosquitoes, including the local An. coluzzii mosquito population. Cows were only used to attract mosquitoes into the huts and no tests were carried out directly on the cows. The author checklist is intended for use with studies where experiments are carried out on animals, which is why we have had such difficulty in completing this for the hut study, as many of the questions do not relate to how the cows were used
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