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Interactions des protéines membranaires induites par la lumière avec leur environnement
No full textIn the study of protein structure, function and mechanism, transmembrane and membrane proteins (MPs) are of particular interest. MPs constitute 25% of all known proteins and are involved in a host of fundamental biological processes including ion transport and signal transduction across the membrane. Moreover, MPs are targeted by more than 60% of existing drugs. However, in contrast to water-soluble proteins, they are much less well understood. The primary reason for this is their amphiphilic character which leads to complications with their isolation from the membrane and subsequent purification. Indeed, for the study of MPs, one needs to extract them from their native lipid environments into more tractable membrane-mimicking systems. Such difficulties, together with the importance of MPs, make the corresponding research an exciting but challenging problem.Two-component signaling systems (TCS) enable microorganisms to communicate with the environment, are present in all domains of life and are the most abundant signaling systems in Nature. TCS consist of a signal receptor/transducer and a response regulator. The former are usually transmembrane receptors (histidine kinases, chemoreceptors, photoreceptors) which have a similar, modular structure. Most TCS receptors/transducers function as higher order oligomers (trimers of dimers in the case of chemoreceptors). Moreover, the oligomeric state adopted is often dependent on external conditions, which makes structural study of such receptors a difficult task, particularly for full-length systems. The first part of the work described here focuses on structural studies of the full-length NpSRII/NpHtrII receptor/transducer TCS. Crystallization of the full-length system resulted in either very small, poorly diffracting crystals or samples in which the transducer region has undergone proteolysis. Solution scattering (SAXS/SANS) studies described here confirm that the oligomerization and folding of full-length NpSRII/NpHtrII strongly depends on ionic strength of its surrounding solution: at low salt concentration (150 mM NaCl) the complex forms dimers when solubilized in detergent; in high salt buffers (4.0 M NaCl), corresponding to native conditions, these dimers associate to form trimers of dimers. The SAXS/SANS experiments carried out also confirm that full-length NpSRII/NpHtrII is highly conformationally dynamic, a fact which might explain the failure, despite promising initial conditions, for the electron microscopy analysis reported here to produce anything but a very low resolution reconstruction of NpSRII/NpHtrII.While functional dependence of MPs on their surrounding lipids has been well established experimentally, the mechanisms by which lipids modulate MP structure and function are still poorly understood. To shed light on these, the second part of this thesis work examines, using inert gases as models, how small hydrophobic moieties interact with MPs at the molecular level. High pressure techniques were used to produce argon and krypton derivatives of crystals of three well studied MPs (two different proton pumps and a light-driven sodium ion pump). The crystal structures obtained show that a vast majority of argon and krypton binding sites were located on the outer hydrophobic surface of the MPs – a surface buried in the membrane and which usually accommodates the hydrophobic chains of annular lipids. Supplementary analysis by in silico molecular dynamics (MD) carried out here shows an even greater number of potential argon and krypton interaction sites on MP surface within the lipid bilayer. These results suggest that MPs are stabilised in an optimal functional conformation by the specific binding of lipids that energetically best fit the grooves on their hydrophobic surfaces. A concept of a general mechanism of allosteric regulation of MP function by lipids and its alteration by other hydrophobic molecules is thus proposed.Les transmembranaires et membranaires (MPs) constituent 25% de toutes les protéines connues, sont impliquées dans une série de processus biologiques fondamentaux comme le transport d'ions et la transduction de signaux à travers la membrane. De plus, les MPs sont ciblés par plus de 60 % des médicaments existants. Cependant, contrairement aux protéines hydrosolubles, elles sont beaucoup moins bien comprises. La raison principale en est que leur caractère amphiphile entraîne des complications lors de leur isolement de la membrane et de leur purification ultérieure. Pour l'étude des MPs, il faut les extraire de leur environnement lipidique natif pour les transformer en un système plus tractable imitant la membrane. De telles difficultés, ainsi que leur importance rendent l’étude des MPs passionnante mais compliquée.Les systèmes de signalisation à deux composantes (TCS) permettent aux microorganismes de communiquer avec l'environnement, sont présents dans tous les domaines de la vie et sont les systèmes de signalisation les plus abondants dans la nature. Les TCS se composent d'un récepteur/transducteur de signal et d'un régulateur de réponse. Les premiers sont généralement des récepteurs transmembranaires qui ont une structure modulaire similaire. La plupart des récepteurs/transducteurs du TCS fonctionnent comme des oligomères d'ordre supérieur (trimères de dimères dans le cas des chimiorécepteurs). En outre, l'état oligomérique adopté dépend souvent de conditions externes, ce qui rend l'étude structurelle de ces récepteurs difficile, en particulier pour les systèmes de grande longueur.La première partie des travaux démontrés ici est focalisée sur les études structurelles du TCS NpSRII/NpHtrII. Dans un premier temp, la cristallisation n’a produit que des cristaux de mauvaise qualité ou des échantillons dans lesquels le transducteur de signal a été protéolysé. Les expériences exploitant la diffusion des solutions (SAXS/SANS) ont montré que l'oligomérisation et le pliage de l’ensemble NpSRII/NpHtrII complet dépendent fortement de la force ionique de la solution. À faible concentration en sel (150 mM NaCl), lorsqu'il est solubilisé dans un détergent, l’ensemble forme des dimères. Dans les tampons à forte teneur en sel (4.0 M NaCl), correspondant aux conditions natives, ces dimères s'associent pour former des trimères de dimères, comme c'est le cas pour les chimiorécepteurs. Les expériences SAXS/SANS ont confirmé que le complexe NpSRII/NpHtrII est hautement dynamique sur le plan de la conformation. Ce qui peut expliquer que, malgré les bonnes conditions initiales pour mener les expériences, les études cryo-EM ont produit une image qu’à très basse résolution.Les mécanismes par lesquels les lipides modulent la structure et la fonction des MPs sont toujours mal compris. Pour les éclairer, ici il a été examiné comment les gaz inertes interagissent avec les MPs au niveau moléculaire. L'argon et du krypton ont été utilisés pour dériver à haute pression des cristaux de trois MPs bien étudiés. Les études crystallographique ont montré qu'une grande majorité des sites de liaison de l'argon et du krypton sont situés sur la surface hydrophobe externe des MPs - une surface qui accueille généralement dans ses sillons des chaînes hydrophobes de lipides annulaires. En accord avec les données cristallographiques, une analyse supplémentaire par la dynamique moléculaire in silico (MD) a montré un nombre encore plus important de positions de l'argon et du krypton sur la surface des MP à l'intérieur de la bicouche. Ces résultats suggèrent qu'un MP est stabilisé dans une conformation fonctionnelle optimale par la liaison spécifique des lipides qui s'adaptent le mieux énergétiquement aux rainures de sa surface hydrophobe. Un concept de mécanisme général de régulation allostérique de la fonction de la MP par les lipides et son altération par d'autres molécules hydrophobes est proposé
Interactions of light-driven membrane proteins with their environment
No full textLes transmembranaires et membranaires (MPs) constituent 25% de toutes les protéines connues, sont impliquées dans une série de processus biologiques fondamentaux comme le transport d'ions et la transduction de signaux à travers la membrane. De plus, les MPs sont ciblés par plus de 60 % des médicaments existants. Cependant, contrairement aux protéines hydrosolubles, elles sont beaucoup moins bien comprises. La raison principale en est que leur caractère amphiphile entraîne des complications lors de leur isolement de la membrane et de leur purification ultérieure. Pour l'étude des MPs, il faut les extraire de leur environnement lipidique natif pour les transformer en un système plus tractable imitant la membrane. De telles difficultés, ainsi que leur importance rendent l’étude des MPs passionnante mais compliquée.Les systèmes de signalisation à deux composantes (TCS) permettent aux microorganismes de communiquer avec l'environnement, sont présents dans tous les domaines de la vie et sont les systèmes de signalisation les plus abondants dans la nature. Les TCS se composent d'un récepteur/transducteur de signal et d'un régulateur de réponse. Les premiers sont généralement des récepteurs transmembranaires qui ont une structure modulaire similaire. La plupart des récepteurs/transducteurs du TCS fonctionnent comme des oligomères d'ordre supérieur (trimères de dimères dans le cas des chimiorécepteurs). En outre, l'état oligomérique adopté dépend souvent de conditions externes, ce qui rend l'étude structurelle de ces récepteurs difficile, en particulier pour les systèmes de grande longueur.La première partie des travaux démontrés ici est focalisée sur les études structurelles du TCS NpSRII/NpHtrII. Dans un premier temp, la cristallisation n’a produit que des cristaux de mauvaise qualité ou des échantillons dans lesquels le transducteur de signal a été protéolysé. Les expériences exploitant la diffusion des solutions (SAXS/SANS) ont montré que l'oligomérisation et le pliage de l’ensemble NpSRII/NpHtrII complet dépendent fortement de la force ionique de la solution. À faible concentration en sel (150 mM NaCl), lorsqu'il est solubilisé dans un détergent, l’ensemble forme des dimères. Dans les tampons à forte teneur en sel (4.0 M NaCl), correspondant aux conditions natives, ces dimères s'associent pour former des trimères de dimères, comme c'est le cas pour les chimiorécepteurs. Les expériences SAXS/SANS ont confirmé que le complexe NpSRII/NpHtrII est hautement dynamique sur le plan de la conformation. Ce qui peut expliquer que, malgré les bonnes conditions initiales pour mener les expériences, les études cryo-EM ont produit une image qu’à très basse résolution.Les mécanismes par lesquels les lipides modulent la structure et la fonction des MPs sont toujours mal compris. Pour les éclairer, ici il a été examiné comment les gaz inertes interagissent avec les MPs au niveau moléculaire. L'argon et du krypton ont été utilisés pour dériver à haute pression des cristaux de trois MPs bien étudiés. Les études crystallographique ont montré qu'une grande majorité des sites de liaison de l'argon et du krypton sont situés sur la surface hydrophobe externe des MPs - une surface qui accueille généralement dans ses sillons des chaînes hydrophobes de lipides annulaires. En accord avec les données cristallographiques, une analyse supplémentaire par la dynamique moléculaire in silico (MD) a montré un nombre encore plus important de positions de l'argon et du krypton sur la surface des MP à l'intérieur de la bicouche. Ces résultats suggèrent qu'un MP est stabilisé dans une conformation fonctionnelle optimale par la liaison spécifique des lipides qui s'adaptent le mieux énergétiquement aux rainures de sa surface hydrophobe. Un concept de mécanisme général de régulation allostérique de la fonction de la MP par les lipides et son altération par d'autres molécules hydrophobes est proposé.In the study of protein structure, function and mechanism, transmembrane and membrane proteins (MPs) are of particular interest. MPs constitute 25% of all known proteins and are involved in a host of fundamental biological processes including ion transport and signal transduction across the membrane. Moreover, MPs are targeted by more than 60% of existing drugs. However, in contrast to water-soluble proteins, they are much less well understood. The primary reason for this is their amphiphilic character which leads to complications with their isolation from the membrane and subsequent purification. Indeed, for the study of MPs, one needs to extract them from their native lipid environments into more tractable membrane-mimicking systems. Such difficulties, together with the importance of MPs, make the corresponding research an exciting but challenging problem.Two-component signaling systems (TCS) enable microorganisms to communicate with the environment, are present in all domains of life and are the most abundant signaling systems in Nature. TCS consist of a signal receptor/transducer and a response regulator. The former are usually transmembrane receptors (histidine kinases, chemoreceptors, photoreceptors) which have a similar, modular structure. Most TCS receptors/transducers function as higher order oligomers (trimers of dimers in the case of chemoreceptors). Moreover, the oligomeric state adopted is often dependent on external conditions, which makes structural study of such receptors a difficult task, particularly for full-length systems. The first part of the work described here focuses on structural studies of the full-length NpSRII/NpHtrII receptor/transducer TCS. Crystallization of the full-length system resulted in either very small, poorly diffracting crystals or samples in which the transducer region has undergone proteolysis. Solution scattering (SAXS/SANS) studies described here confirm that the oligomerization and folding of full-length NpSRII/NpHtrII strongly depends on ionic strength of its surrounding solution: at low salt concentration (150 mM NaCl) the complex forms dimers when solubilized in detergent; in high salt buffers (4.0 M NaCl), corresponding to native conditions, these dimers associate to form trimers of dimers. The SAXS/SANS experiments carried out also confirm that full-length NpSRII/NpHtrII is highly conformationally dynamic, a fact which might explain the failure, despite promising initial conditions, for the electron microscopy analysis reported here to produce anything but a very low resolution reconstruction of NpSRII/NpHtrII.While functional dependence of MPs on their surrounding lipids has been well established experimentally, the mechanisms by which lipids modulate MP structure and function are still poorly understood. To shed light on these, the second part of this thesis work examines, using inert gases as models, how small hydrophobic moieties interact with MPs at the molecular level. High pressure techniques were used to produce argon and krypton derivatives of crystals of three well studied MPs (two different proton pumps and a light-driven sodium ion pump). The crystal structures obtained show that a vast majority of argon and krypton binding sites were located on the outer hydrophobic surface of the MPs – a surface buried in the membrane and which usually accommodates the hydrophobic chains of annular lipids. Supplementary analysis by in silico molecular dynamics (MD) carried out here shows an even greater number of potential argon and krypton interaction sites on MP surface within the lipid bilayer. These results suggest that MPs are stabilised in an optimal functional conformation by the specific binding of lipids that energetically best fit the grooves on their hydrophobic surfaces. A concept of a general mechanism of allosteric regulation of MP function by lipids and its alteration by other hydrophobic molecules is thus proposed
Interactions des protéines membranaires induites par la lumière avec leur environnement
No full textIn the study of protein structure, function and mechanism, transmembrane and membrane proteins (MPs) are of particular interest. MPs constitute 25% of all known proteins and are involved in a host of fundamental biological processes including ion transport and signal transduction across the membrane. Moreover, MPs are targeted by more than 60% of existing drugs. However, in contrast to water-soluble proteins, they are much less well understood. The primary reason for this is their amphiphilic character which leads to complications with their isolation from the membrane and subsequent purification. Indeed, for the study of MPs, one needs to extract them from their native lipid environments into more tractable membrane-mimicking systems. Such difficulties, together with the importance of MPs, make the corresponding research an exciting but challenging problem.Two-component signaling systems (TCS) enable microorganisms to communicate with the environment, are present in all domains of life and are the most abundant signaling systems in Nature. TCS consist of a signal receptor/transducer and a response regulator. The former are usually transmembrane receptors (histidine kinases, chemoreceptors, photoreceptors) which have a similar, modular structure. Most TCS receptors/transducers function as higher order oligomers (trimers of dimers in the case of chemoreceptors). Moreover, the oligomeric state adopted is often dependent on external conditions, which makes structural study of such receptors a difficult task, particularly for full-length systems. The first part of the work described here focuses on structural studies of the full-length NpSRII/NpHtrII receptor/transducer TCS. Crystallization of the full-length system resulted in either very small, poorly diffracting crystals or samples in which the transducer region has undergone proteolysis. Solution scattering (SAXS/SANS) studies described here confirm that the oligomerization and folding of full-length NpSRII/NpHtrII strongly depends on ionic strength of its surrounding solution: at low salt concentration (150 mM NaCl) the complex forms dimers when solubilized in detergent; in high salt buffers (4.0 M NaCl), corresponding to native conditions, these dimers associate to form trimers of dimers. The SAXS/SANS experiments carried out also confirm that full-length NpSRII/NpHtrII is highly conformationally dynamic, a fact which might explain the failure, despite promising initial conditions, for the electron microscopy analysis reported here to produce anything but a very low resolution reconstruction of NpSRII/NpHtrII.While functional dependence of MPs on their surrounding lipids has been well established experimentally, the mechanisms by which lipids modulate MP structure and function are still poorly understood. To shed light on these, the second part of this thesis work examines, using inert gases as models, how small hydrophobic moieties interact with MPs at the molecular level. High pressure techniques were used to produce argon and krypton derivatives of crystals of three well studied MPs (two different proton pumps and a light-driven sodium ion pump). The crystal structures obtained show that a vast majority of argon and krypton binding sites were located on the outer hydrophobic surface of the MPs – a surface buried in the membrane and which usually accommodates the hydrophobic chains of annular lipids. Supplementary analysis by in silico molecular dynamics (MD) carried out here shows an even greater number of potential argon and krypton interaction sites on MP surface within the lipid bilayer. These results suggest that MPs are stabilised in an optimal functional conformation by the specific binding of lipids that energetically best fit the grooves on their hydrophobic surfaces. A concept of a general mechanism of allosteric regulation of MP function by lipids and its alteration by other hydrophobic molecules is thus proposed.Les transmembranaires et membranaires (MPs) constituent 25% de toutes les protéines connues, sont impliquées dans une série de processus biologiques fondamentaux comme le transport d'ions et la transduction de signaux à travers la membrane. De plus, les MPs sont ciblés par plus de 60 % des médicaments existants. Cependant, contrairement aux protéines hydrosolubles, elles sont beaucoup moins bien comprises. La raison principale en est que leur caractère amphiphile entraîne des complications lors de leur isolement de la membrane et de leur purification ultérieure. Pour l'étude des MPs, il faut les extraire de leur environnement lipidique natif pour les transformer en un système plus tractable imitant la membrane. De telles difficultés, ainsi que leur importance rendent l’étude des MPs passionnante mais compliquée.Les systèmes de signalisation à deux composantes (TCS) permettent aux microorganismes de communiquer avec l'environnement, sont présents dans tous les domaines de la vie et sont les systèmes de signalisation les plus abondants dans la nature. Les TCS se composent d'un récepteur/transducteur de signal et d'un régulateur de réponse. Les premiers sont généralement des récepteurs transmembranaires qui ont une structure modulaire similaire. La plupart des récepteurs/transducteurs du TCS fonctionnent comme des oligomères d'ordre supérieur (trimères de dimères dans le cas des chimiorécepteurs). En outre, l'état oligomérique adopté dépend souvent de conditions externes, ce qui rend l'étude structurelle de ces récepteurs difficile, en particulier pour les systèmes de grande longueur.La première partie des travaux démontrés ici est focalisée sur les études structurelles du TCS NpSRII/NpHtrII. Dans un premier temp, la cristallisation n’a produit que des cristaux de mauvaise qualité ou des échantillons dans lesquels le transducteur de signal a été protéolysé. Les expériences exploitant la diffusion des solutions (SAXS/SANS) ont montré que l'oligomérisation et le pliage de l’ensemble NpSRII/NpHtrII complet dépendent fortement de la force ionique de la solution. À faible concentration en sel (150 mM NaCl), lorsqu'il est solubilisé dans un détergent, l’ensemble forme des dimères. Dans les tampons à forte teneur en sel (4.0 M NaCl), correspondant aux conditions natives, ces dimères s'associent pour former des trimères de dimères, comme c'est le cas pour les chimiorécepteurs. Les expériences SAXS/SANS ont confirmé que le complexe NpSRII/NpHtrII est hautement dynamique sur le plan de la conformation. Ce qui peut expliquer que, malgré les bonnes conditions initiales pour mener les expériences, les études cryo-EM ont produit une image qu’à très basse résolution.Les mécanismes par lesquels les lipides modulent la structure et la fonction des MPs sont toujours mal compris. Pour les éclairer, ici il a été examiné comment les gaz inertes interagissent avec les MPs au niveau moléculaire. L'argon et du krypton ont été utilisés pour dériver à haute pression des cristaux de trois MPs bien étudiés. Les études crystallographique ont montré qu'une grande majorité des sites de liaison de l'argon et du krypton sont situés sur la surface hydrophobe externe des MPs - une surface qui accueille généralement dans ses sillons des chaînes hydrophobes de lipides annulaires. En accord avec les données cristallographiques, une analyse supplémentaire par la dynamique moléculaire in silico (MD) a montré un nombre encore plus important de positions de l'argon et du krypton sur la surface des MP à l'intérieur de la bicouche. Ces résultats suggèrent qu'un MP est stabilisé dans une conformation fonctionnelle optimale par la liaison spécifique des lipides qui s'adaptent le mieux énergétiquement aux rainures de sa surface hydrophobe. Un concept de mécanisme général de régulation allostérique de la fonction de la MP par les lipides et son altération par d'autres molécules hydrophobes est proposé
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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