Iterative Elastic 3D-to-2D Alignment Method Using Normal Modes for Studying Structural Dynamics of Large Macromolecular Complexes

International audienceThis article presents a method to study large-scale conformational changes by combining electron microscopy (EM) single-particle image analysis and normal mode analysis (NMA). It is referred to as HEMNMA, which stands for hybrid electron microscopy normal mode analysis. NMA of a reference structure (atomic-resolution structure or EM volume) is used to predict possible motions that are then confronted with EM images within an automatic iterative elastic 3D-to-2D alignment procedure to identify actual motions in the imaged samples. HEMNMA can be used to extensively analyze the conformational changes and may be used in combination with classic discrete procedures. The identified conformations allow modeling of deformation pathways compatible with the experimental data. HEMNMA was tested with synthetic and experimental data sets of E. coli 70S ribosome, DNA polymerase Pol a and B subunit complex of the eukaryotic primosome, and tomato bushy stunt virus

Iterative elastic 3D-to-2D alignment method using normal modes for studying structural dynamics of large macromolecular complexes

This article presents a method to study large-scale conformational changes by combining electron microscopy (EM) single-particle image analysis and normal mode analysis (NMA). It is referred to as HEMNMA, which stands for hybrid electron microscopy normal mode analysis. NMA of a reference structure (atomic-resolution structure or EM volume) is used to predict possible motions that are then confronted with EM images within an automatic iterative elastic 3D-to-2D alignment procedure to identify actual motions in the imaged samples. HEMNMA can be used to extensively analyze the conformational changes and may be used in combination with classic discrete procedures. The identified conformations allow modeling of deformation pathways compatible with the experimental data. HEMNMA was tested with synthetic and experimental data sets of E. coli 70S ribosome, DNA polymerase Pol α and B subunit complex of the eukaryotic primosome, and tomato bushy stunt virus. © 2014 Elsevier Ltd.This work was supported by the French National Center for Scientific Research and the Spanish National Research Council (CSIC2009FR0015 and PICS 2011 to S.J. and C.O.S.S.); the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness (ACI2009-10220, ACI2010-1088, and BIO2010-16566 to J.M. Carazo and SAF2011-22988 to O.L.); the European Social Fund and the Ministerio de Educación y Ciencia (“Ramón y Cajal” fellowship to C.O.S.S. and J.R.B.-C.).Peer Reviewe

Anales de Edafología y Fisiología Vegetal Tomo 13

Variaciones de los límites de Atterberg en materiales arcillosos de estructura laminar, en función del catión de saturación, por Angel Hoyos de Castro y Mercedes García Muñoz.--Estudio mineralógico y tecnológico de un grupo de tierras de moldeo, por Antonio García Verduch y Manuel Muñoz Taboadela.--Determinación de los iones oxalato por colorimetría indirecta y su aplicación a la determinación de pequeñas cantidades de calcio, por F. Burriel-Martí, J. Ramirez-Muñoz y E. Femández-Caldas.--Acerca de los suelos tropicales, por Paul Schaufclberger.--El diagnóstico de la situación mineral de los cultivos, por M. l. Candela y W. A. Forster.--Caracterización y propiedades de una vermiculita de Badajoz, por F. González, Fca. Tristán de Chaves y M. Chaves.--Estudio mineralógico de algunas rocas sedimentarias, por José García Vicente y Mª del Carmen Sánchez Calvo.--Contribución al conocimiento de los tardígrados de España. Estudio sistemático-ecológico, por F. Mihelcic.--Los minerales de la arcilla : su identificación y relaciones con la Ciencia del Suelo, por Robert C. Mackenzie.--Estudio mineralógico y técnico de algunas tierras de moldeo españolas. I. Identificación mineralógica de la fracción aglomerante, por Vicente Aleixandre Ferrandis, Jaime Robndo Olave y Julia Mª González Peña.--Geofogía de Valencia. l. El Terciario de La Cañada, por P. J. J. Alonso Pasma! y B. García Rodrigo.--Determinación cuantitativa de los aminoácidos por cromatografía ascendente sobre papel, por R. Díaz Cadavieco.--AIteraciones de la superficie de bentonitas homoiónicas por tratamiento térmico. l. Capacidad de cambio y rehidratación, por Angel Hoyos y Julio RodriguezAlteraciones de la superficie de bentonitas homoiónicas por tratamiento térmico. ll. Imbibición, por Angel Hoyos y Julio Rodríguez.--Sobre el análisis espectrográfico en la determinación simultánea de los cationes de cambio en suelos. l. por F. Burriel Martí, S. Jimenez Gómez y C. Alvarez Herrero.--Análisis foliar. l. Aplicación del análisis químico de la hoja y del método de diagnosis visual a la investigación de deficiencia, minerales en relación con los suelos de cultivo, por R. Dios Vidal y J. Mª Albareda Herrera.--Estudio de las formas de fósforo presentes en una serie de suelos, por V. Hernando y M. Losada.--Determinación de yeso en suelos, por J. M. Albareda, V. Hernando y G. Bilbao.--Estudio mineralógico y técnico de algunas tierras de moldeo españolas. II. Estudio de la resistencia a la compresión en verde; por Vicente Aleixandre y Jaime Robredo.--Los arenales costeros de Galicia. I. La ría de Lage por Isidro Parga-Pondal y Josefina Pérez Mateos.--Sobre el método de la Paleoedafología, por W. L. Kübiena.--Contribución al estudio de las reacciones en estado sólido entre el ortosilicato de circonio y el óxido de calcio, por D. A. Estrada.--Análisis foliar. II. El concepto de diagnosis foliar aplicado al control bioquímico de la nutrición de maíz y patatas en una edad fisiológica determinada, por R. Dios Vidal y J. Mª Albareda Herrara.--Influencia de los azúcares en el cultivo in vitro de raíces aisladas de berenjena, por María Bausá Alcalde.--Identificación en el microscopio electrónico de algunas arcillas y caolines españoles, por Vicente Aleixaudre Ferrandis y Julia Mª González Peña.--La península de Anaga y estudio de algunos arenales del litoral de Tenerife (Islas Canarias), por Josefina Pérez Mateos y Manel Martel Sangil.--Clave para la clasificación de los tipos de suelos tropicales, por P. Schaufelberger.--Paralización de la podredumbre del tubérculo de patata durante su período de germinación, por Román Vicente.-- Nota sobre la aditividad de algunas propiedades en mezclas de caolín y bentonita, por Angel Hoyos de Castro y Julio Rodríguez Martínez.--Estudio del pH en suelos de distintas características, por Valentín Hernando y Pilar Sanchez-Conde.--Sobre la determinación espectrofotométrica de fósforo con amidol, por F. Capitán García y F. Martínez Alvarez.--Propiedades termodinámicas del cambio iónico, por E. Gutiérrez Rios y l. Cano Ruiz.--Influencia de la vegetación en la composición del humus. Suelos bajo Quercus ilex y bajo Pinus pinea. El Pardo (Madrid), por José Mª Albareda, Narcisa Martín Retortillo y Mariano Claver.-- Experiencias con fetilizantes en suelos gallegos. l. Acción combinada de los fertilizantes orgánicos y minerales sobre la producción · y el contenido de "proteína en maíces híbridos, por Ramón Dios, Benito Sánchez yMaría Ameijeiras.--Determinación del B. en el suelo por vía espectroquímica, por A. Rodríguez Pérez.--Electroforesis sobre papel de filtro. por R. Díaz CadaviecoPeer reviewe