Looking behind the Beamstop: X-Ray Solution Scattering Studies of Structure and Conformational Changes of Biological Macromolecules

Methods in Enzymology

Volumn 374, Issue , 2003, Pages 584-615

  Vachette, Patrice ^c   Koch, Michel H J ^a   Svergun, Dmitri I ^b  

^a EUROPEAN MOLECULAR BIOLOGY LABORATORY   (Germany)

^b SHUBNIKOV INSTITUTE OF CRYSTALLOGRAPHY   (Russian Federation)

^c UNIVERSITÉ PARIS SACLAY   (France)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CALCULATION; MACROMOLECULE; MATHEMATICAL ANALYSIS; MOLECULAR DYNAMICS; MOLECULAR MODEL; PRIORITY JOURNAL; PROTEIN ANALYSIS; PROTEIN CONFORMATION; PROTEIN FUNCTION; PROTEIN STRUCTURE; RADIATION SCATTERING; REVIEW; STRUCTURE ACTIVITY RELATION; STRUCTURE ANALYSIS; X RAY CRYSTALLOGRAPHY;

EID: 0347383756     PISSN: 00766879     EISSN: None     Source Type: Book Series    
DOI: 10.1016/S0076-6879(03)74024-5     Document Type: Article

References (124)

1. L. A. Feigin and D. I. Svergun, "Structure Analysis by Small-Angle X-Ray and Neutron Scattering." Plenum Press, New York, 1987.
2. O. Glatter, "International Tables for Crystallography." Kluwer Academic, Dordrecht, The Netherlands, 1995.
3. O. Glatter and O. Kratky, "Small Angle X-Ray Scattering," p. 515. Academic Press, London, 1982.
4. A. Tardieu, F. Bonneté, S. Finet, and D. Vivarès, Methods in Enzymol. 368, 105 (2003), this volume.
5. H. B. Stuhrmann and R. G. Kirste, Zeitschr. Physik. Chem. Neue Folge 46, 247 (1965).
6. M. H. J. Koch and H. B. Stuhrmann, Methods Enzymol. 59, 670 (1979).
7. G. Zaccai and B. Jacrot, Annu. Rev. Biophys. Bioeng. 12, 139 (1983).
8. H. B. Stuhrmann, O. Scharpf, M. Krumpolc, T. O. Niinikoski, M. Rieubland, and A. Rijllart, Eur. Biophys. J. 14, 1 (1986).
9. M. S. Capel, D. M. Engelman, B. R. Freeborn, M. Kjeldgaard, J. A. Langer, V. Ramakrishnan, D. G. Schindler, D. K. Schneider, B. P. Schoenborn, I. Y. Sillers, et al., Science 238, 1403 (1987).
10. R. Junemann, N. Burkhardt, J. Wadzack, M. Schmitt, R. Willumeit, H. B. Stuhrmann, and K. H. Nierhaus, Biol. Chem. 379, 807 (1998).
11. D. I. Svergun and K. H. Nierhaus, J. Biol. Chem. 275, 14432 (2000).
12. G. Porod, Kolloid-Z. 124, 83 (1951).
13. G. Porod, in "General Theory" (O. Glatter and O. Kratky, eds.), p. 17. Academic Press, London, 1982.
14. A. Guinier, Ann. Phys. (Paris) 12, 161 (1939).
15. O. Glatter, J. Appl. Crystallogr. 10, 415 (1977).
16. D. I. Svergun, A. V. Semenyuk, and L. A. Feigin, Acta Crystallogr. A 44, 244 (1988).
17. D. I. Svergun, J. Appl. Crystallogr. 25, 495 (1992).
18. J. Zhao, E. Hoye, S. Boylan, D. A. Walsh, and J. Trewhella, J. Biol. Chem. 273, 30448 (1998).
19. D. I. Svergun and H. B. Stuhrmann, Acta Crystallogr. A 47, 736 (1991).
20. D. I. Svergun, V. V. Volkov, M. B. Kozin, and H. B. Stuhrmann, Acta. Crystallogr. A 52, 419 (1996).
21. H. B. Stuhrmann, Zeitschr. Physik. Chem. Neue Folge 72, 177 (1970).
22. D. I. Svergun, J. Appl. Crystallogr. 30, 792 (1997).
23. D. I. Svergun, V. V. Volkov, M. B. Kozin, H. B. Stuhrmann, C. Barberato, and M. Koch, H. J. J. Appl. Crystallogr. 30, 798 (1997).
24. D. I. Svergun, M. Malfois, M. H. J. Koch, S. R. Wigneshweraraj, and M. Buck, J. Biol. Chem. 275, 4210 (2000).
25. D. I. Svergun, A. Becirevic, H. Schrempf, M. H. J. Koch, and G. Grueber, Biochemistry 39, 10677 (2000).
26. J. G. Grossmann, S. A. Ali, A. Abbasi, Z. H. Zaidi, S. Stoeva, W. Voelter, and S. S. Hasnain, Biophys. J. 78, 977 (2000).
27. J. K. Krueger, S. C. Gallagher, C. A. Wang, and J. Trewhella, Biochemistry 39, 3979 (2000).
28. P. Chacon, F. Moran, J. F. Diaz, E. Pantos, and J. M. Andreu, Biophys. J. 74, 2760 (1998).
29. D. I. Svergun, Biophys. J. 76, 2879 (1999).
30. P. Chacon, J. F. Diaz, F. Moran, and J. M. Andreu, J. Mol. Biol. 299, 1289 (2000).
31. D. Walther, F. E. Cohen, and S. Doniach, J. Appl. Crystallogr. 33, 350 (2000).
32. D. Vigil, S. C. Gallagher, J. Trewhella, J. and A. E. Garcia, Biophys. J. 80, 2082 (2001).
33. M. Bada, D. Walther, B. Arcangioli, S. Doniach, and M. Delarue, J. Mol. Biol. 300, 563 (2000).
34. T. Fujisawa, A. Kostyukova, and Y. Maeda, FEBS Lett. 498, 67 (2001).
35. A. Sokolova, M. Malfois, J. Caldentey, D. I. Svergun, M. H. J. Koch, D. H. Bamford, and R. Tuma, J. Biol. Chem. 276, 46187 (2001).
36. D. I. Svergun, M. V. Petoukhov, and M. H. J. Koch, Biophys. J. 80, 2946 (2001).
37. R. Diamond, J. Mol. Biol. 82, 371 (1974).
38. M. B. Kozin and D. I. Svergun, J. Appl. Crystallogr. 34, 33 (2001).
39. M. B. Kozin, V. V. Volkov, and D. I. Svergun, J. Appl. Crystallogr. 30, 811 (1997).
40. E. E. Lattman, Proteins 5, 149 (1989).
41. J. Ninio, V. Luzzati, and M. Yaniv, J. Mol. Biol. 71, 217 (1972).
42. M. Y. Pavlov and B. A. Fedorov, Biofizika 28, 931 (1983).
43. D. I. Svergun, C. Barberato, and M. H. J. Koch, J. Appl. Crystallogr. 28, 768 (1995).
44. D. I. Svergun, S. Richard, M. H. J. Koch, Z. Sayers, S. Kuprin, and G. Zaccai, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95, 2267 (1998).
45. F. C. Bernstein, T. F. Koetzle, G. J. Williams, E. E. Meyer, Jr., M. D. Brice, J. R. Rodgers, O. Kennard, T. Shimanouchi, and M. Tasumi, J. Mol. Biol. 112, 535 (1977).
46. H. M. Berman, J. Westbrook, Z. Feng, G. Gilliland, T. N. Bhat, H. Weissig, I. N. Shindyalov, and P. E. Bourne, Nucleic Acids Res. 28, 235 (2000).
47. D. I. Svergun, J. Appl. Crystallogr. 24, 485 (1991).
48. D. I. Svergun, Acta Crystallogr. A 50, 391 (1994).
49. M. B. Kozin and D. I. Svergun, J. Appl. Crystallogr. 33, 775 (2000).
50. P. V. Konarev, M. V. Petoukhov, and D. I. Svergun, J. Appl. Crystallogr. 34, 527 (2001).
51. M. V. Petoukhov, N. A. J. Eady, K. A. Brown, and D. I. Svergun, Biophys. J. 83, 3113 (2002).
52. E. S. Huang, S. Sibbiah, and M. Levitt, J. Mol. Biol. 252, 709 (1995).
53. M. J. Sippl, J. Mol. Biol. 213, 859 (1990).
54. G. J. Kleywegt, J. Mol. Biol. 273, 371 (1997).
55. M. Aslam and S. J. Perkins, J. Mol. Biol. 309, 1117 (2001).
56. P. Debye, Ann. Physik 46, 809 (1915).
57. L. Mourey, J. D. Pedelacq, C. Fabre, H. Causse, P. Rouge, and J. P. Samama, Proteins 29, 433 (1997).
58. S. Koenig, D. I. Svergun, M. H. J. Koch, G. Huebner, and A. Schellenberger, Eur. Biophys. J. 22, 185 (1993).
59. S. Koenig, D. I. Svergun, V. V. Volkov, L. A. Feigin, and M. H. J. Koch, Biochemistry 37, 5329 (1998).
60. B. Schmidt, S. Koenig, D. I. Svergun, V. Volkov, G. Fischer, and M. H. J. Koch, FEBS Lett. 372, 169 (1995).
61. E. Dainese, D. I. Svergun, M. Beltramini, P. Di Muro, and B. Salvato, Arch. Biochem. Biophys. 373, 154 (2000).
62. P. Arjunan, T. Umland, F. Dyda, S. Swaminathan, W. Furey, M. Sax, B. Farrenkopf, Y. Gao, D. Zhang, and F. Jordan, J. Mol. Biol. 256, 590 (1996).
63. A. Riboldi-Tunnicliffe, B. Koenig, S. Jessen, M. S. Weiss, J. Rahfeld, J. Hacker, G. Fischer, and R. Hilgenfeld, Nat. Struct. Biol. 8, 779 (2001).
64. M. E. Cuff, K. I. Miller, K. E. van Holde, and W. A. Hendrickson, J. Mol. Biol. 278, 855 (1998).
65. D. I. Svergun, M. V. Petoukhov, M. H. J. Koch, and S. Koenig, J. Biol. Chem. 275, 297 (2000).
66. D. I. Svergun, I. Aldag, T. Sieck, K. Altendorf, M. H. J. Koch, D. J. Kane, M. B. Kozin, and G. Grueber, Biophys. J. 75, 2212 (1998).
67. J. P. Abrahams, A. G. Leslie, R. Lutter, and J. E. Walker, Nature 370, 621 (1994).
68. S. Wilkens, F. W. Dahlquist, L. P. McIntosh, L. W. Donaldson, and R. A. Capaldi, Nat. Struct. Biol. 2, 961 (1995).
69. R. A. Capaldi, R. Aggeler, S. Wilkens, and G. Grueber, J. Bioenerg. Biomembr. 28, 397 (1996).
70. C. Gibbons, M. G. Montgomery, A. G. Leslie, and J. E. Walker, Nat. Struct. Biol. 7, 1055 (2000).
71. G. Grueber, D. I. Svergun, U. Coskun, T. Lemker, M. H. J. Koch, H. Schaegger, and V. Mueller, Biochemistry 40, 1890 (2001).
72. A. C. Hausrath, R. A. Capaldi, and B. W. Matthews, J. Biol. Chem. 276, 47227 (2001).
73. Q. Hao, F. E. Dodd, J. G. Grossmann, and S. S. Hasnain, Acta Crystallogr. D Biol. Crystallogr. 55, 243 (1999).
74. D. M. Ockwell, M. A. Hough, J. G. Grossmann, S. S. Hasnain, and Q. Hao, Acta Crystallogr. D Biol. Crystallogr. 56, 1002 (2000).
75. J. Frank, J. Zhu, P. Penczek, Y. Li, S. Srivastava, A. Verschoor, M. Radermacher, R. Grassucci, R. K. Lata, and R. K. Agrawal, Nature 376, 441 (1995).
76. N. Ban, B. Freeborn, P. Nissen, P. Penczek, R. A. Grassucci, R. Sweet, J. Frank, P. B. Moore, and T. A. Steitz, Cell 93, 1105 (1998).
77. D. I. Svergun, N. Burkhardt, J. S. Pedersen, M. H. J. Koch, V. V. Volkov, M. B. Kozin, W. Meerwink, H. B. Stuhrmann, G. Diedrich, and K. H. Nierhaus, J. Mol. Biol. 271, 602 (1997).
78. L. H. Weaver and B. W. Matthews, Protein Eng. 1, 115 (1987).
79. A. A. Timchenko, O. B. Ptitsyn, A. V. Troitsky, and A. I. Denesyuk, FEBS Lett. 88, 109 (1978).
80. N. K. Goto, N. R. Skrynnikov, F. W. Dahlquist, and L. E. Kay, J. Mol. Biol. 308, 745 (2001).
81. M. Nakasako, T. Fujisawa, S. Adachi, T. Kudo, and S. Higuchi, Biochemistry 40, 3069 (2001).
82. R. C. Stevens, J. E. Gouaux, and W. N. Lipscomb, Biochemistry 29, 7691 (1990).
83. H. Ke, W. N. Lipscomb, Y. Cho, and R. B. Honzatko, J. Mol. Biol. 204, 725 (1988).
84. D. I. Svergun, C. Barberato, M. H. J. Koch, L. Fetler, and P. Vachette, Proteins 27,110 (1997).
85. R. P. Kosman, J, E. Gouaux, and W. N. Lipscomb, Proteins 15, 147 (1993).
86. L. Jin, B. Stec, W. N. Lipscomb, and E. R. Kantrowitz, Proteins 37, 729 (1999).
87. L. Fetler and P. Vachette, J. Mol. Biol. 309, 817 (2001).
88. S. Yuzawa, M. Yokochi, H. Hatanaka, K. Ogura, M. Kataoka, K. Miura, V. Mandiyan, J. Schlessinger, and F. Inagaki, J. Mol. Biol. 306, 527 (2001).
89. S. Maignan, J. P. Guilloteau, N. Fromage, B. Arnoux, J. Becquart, and A. Ducruix, Science 268, 291 (1995).
90. N. Bilgin, M. Ehrenberg, C. Ebel, G. Zaccai, Z. Sayers, M. H, J. Koch, D. I. Svergun, C. Barberato, V. Volkov, P. Nissen, and J. Nyborg, Biochemistry 37, 8163 (1998).
91. P. Nissen, M. Kjeldgaard, S. Thirup, G. Polekhina, L. Reshetnikova, B. F. Clark, and J. Nyborg, Science 270, 1464 (1995).
92. C. Hamiaux, J. Pérez, T. Prangé, S. Veesler, M. Riès-Kautt, and P. Vachette, J. Mol. Biol. 297, 697 (2000).
93. P. F. Egea, N. Rochel, C. Birck, P. Vachette, P. A. Timmins, and D. Moras, J. Mol. Biol. 307, 557 (2001).
94. R. T. Gampe, V. G. Montana, M. H. Lambert, G. B. Wisely, M. V. Milburn, and E. H. Xu, Genes Dev. 14, 2229 (2000).
95. G. A. Olah and J. Trewhella, Biochemistry 33, 12800 (1994).
96. J. K. Krueger, G. Zhi, J. T. Stull, and J. Trewhella, Biochemistry 37, 13997 (1998).
97. S. Improta, J. K. Krueger, M. Gautel, R. A. Atkinson, J. F. Lefèvre, S. Moulton, J. Trewhella, and A. Pastore, J. Mol. Biol. 284, 761 (1998).
98. L. Fetler, P. Tauc, G. Hervé, M. F. Moody, and P. Vachette, J. Mol. Biol. 251, 243 (1995).
99. L. Fetler, P. Tauc, and P. Vachette, J. Appl. Crystallogr. 30, 781 (1997).
100. J. Monod, J. Wyman, and J. P. Changeux, J. Mol. Biol. 12, 88 (1965).
101. P. Vachette, E. Dainese, V. B. Vasyliev, P. Di Muro, M. Beltramini, D. I. Svergun, V. De Filippis, and B. Salvato, J. Biol. Chem. 277, 40823 (2002).
102. I. Zaitseva, V. Zaitsev, G. Card, K. Moshkov, B. Bax, A. Ralph, and P. Lindley, J. Biol. Inorg. Chem. 1, 15 (1996).
103. P. F. Lindley, G. Card, I. Zaitseva, V. Zaitsev, B. Reinhammar, E. Selin-Lindgren, and K. Yoshida, J. Biol. Inorg. Chem. 2, 454 (1997).
104. V. De Filippis, V. B. Vassiliev, M. Beltramini, A. Fontana, B. Salvato, and V. S. Gaitskhoki, Biochim. Biophys. Acta 1297, 119 (1996).
105. J. G. Grossmann, J. B. Crawley, R. W. Strange, K. J. Patel, L. M. Murphy, M. Neu, R. W. Evans, and S. S. Hasnain, J. Mol. Biol. 279, 461 (1998).
106. H. Tsuruta, V. S. Reddy, W. R. Wikoff, and J. E. Johnson, J. Mol. Biol. 284, 1439 (1998).
107. P. A. Thuman-Commike, H. Tsuruta, B. Greene, P. E. Prevelige, J. King, and W. Chiu, Biophys. J. 76, 2249 (1999).
108. I. S. Gabashvili, R. K. Agrawal, C. M. Spahn, R. A. Grassucci, D. I. Svergun, J. Frank, and P. Penczek, Cell 100, 537 (2000).
109. N. Ban, P. Nissen, J. Hansen, P. B. Moore, and T. A. Steitz, Science 289, 905 (2000).
110. M. M. Yusupov, G. Z. Yusupova, A. Baucom, K. Lieberman, T. N. Earnest, J. H. Cate, and H. F. Noller, Science 292, 883 (2001).
111. B. Perman, V. Srajer, Z. Ren, T. Teng, C. Pradervand, T. Ursby, D. Bourgeois, F. Schotte, M. Wulff, R. Kort, K. Hellingwerf, and K. Moffat, Science 279, 1946 (1998).
112. K. Moffat, Nat. Struct. Biol. 5(Suppl.), 641 (1998).
113. A. Heine, G. DeSantis, J. G. Luz, M. Mitchell, C. H. Wong, and I. A. Wilson, Science 294, 369 (2001).
114. H. Tsuruta, T. Nagamura, K. Kimura, Y. Igarashi, A. Kajita, Z. X. Wang, K. Wakabayashi, Y. Amemiya, and H. Kihara, Rev. Sci. Instrum. 60, 2356 (1989).
115. H. Tsuruta, P. Vachette, T. Sano, M. F. Moody, Y. Amemiya, K. Wakabayashi, and H. Kihara, Biochemistry 33, 10007 (1994).
116. R. Russell, I. S. Millett, S. Doniach, and D. Herschlag, Nat. Struct. Biol. 7, 367 (2000).
117. C. Berthet-Colominas, M. Cuillel, M. H. J. Koch, P. Vachette, and B. Jacrot, Eur. Biophys. J. 15, 159 (1987).
118. R. Lata, J. F. Conway, N. Cheng, R. L. Duda, R. W. Hendrix, W. R. Wikoff, J. E. Johnson, H. Tsuruta, and A. C. Steven, Cell 100, 253 (2000).
119. J. Pérez, S. Defrenne, J. Witz, and P. Vachette, Cell. Mol. Biol. 46, 937 (2000).
120. K. W. Plaxco, I. S. Millett, D. J. Segel, S. Doniach, and D. Baker, Nat. Struct. Biol. 6, 554 (1999).
121. D. J. Segel, A. Bachmann, J. Hofrichter, K. O. Hodgson, S. Doniach, and T. Kiefhaber, J. Mol. Biol. 288, 489 (1999).
122. L. Pollack, M. W. Tate, A. C. Finnefrock, C. Kalidas, S. Trotter, N. C. Darnton, L. Lurio, R. H. Austin, C. A. Batt, S. M. Gruener, and S. G. J. Mochrie, Phys. Rev. Lett. 86, 4962 (2001).
123. H. Tsuruta, S. Brennan, Z. U. Rek, T. C. Irving, W. H. Tompkins, and K. O. Hodgson, J. Appl. Crystallogr. 31, 672 (1998).
124. S. Koenig, D. I. Svergun, M. H. J. Koch, G. Huebner, and A. Schellenberger, Biochemistry 31, 8726 (1992).