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3D electron microscopy of different conformations of cephalopod hemocyanins [Elektronische Ressource] / Arne Möller

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3D-Electron Microscopy of different Conformations of Cephalopod HemocyaninsDissertation zur Erlangung des GradesDoktor der Naturwissenschaftenam Fachbereich Biologie der Johannes Gutenberg Universität MainzArne Möllergeboren am 12.5.1978 in SchweinfurtMainz, 2009Table of contentsIntroduction 1Cryo-TEM and single particle reconstructionThe AnimalsObjectivesMaterials and Methods 9Preparation of the sampleThe Animals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Purification of the hemocyanin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . .Vitrification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Data acquisitionTecnai F30/20 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Computer-Hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Image ProcessingContrast and Contrast Transfer Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 . . . . . . . . . . . . . .Particle selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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Published 01 January 2009
Reads 16
Language English
Document size 5 MB

3D-Electron Microscopy of different Conformations
of Cephalopod Hemocyanins
Dissertation
zur Erlangung des Grades
Doktor der Naturwissenschaften
am Fachbereich Biologie
der Johannes Gutenberg Universität Mainz
Arne Möller
geboren am 12.5.1978 in Schweinfurt
Mainz, 2009Table of contents
Introduction 1
Cryo-TEM and single particle reconstruction
The Animals
Objectives
Materials and Methods 9
Preparation of the sample
The Animals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Purification of the hemocyanin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Vitrification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Data acquisition
Tecnai F30/20 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Computer-Hardware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Image Processing
Contrast and Contrast Transfer Function . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 . . . . . . . . . . . . . .
Particle selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Correction of the defocus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16 . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Single particle reconstruction
Initial model and the iterative refinement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16 . . . . . . . . . . . . .
Preprocessing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Alignment and Classification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17 . . . . . . . . . . . . . . . . .
Multivariate statistical analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18 . . . . . . . . . . . . . . . . .
Common lines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Symmetry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Projection matching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3D-reconstruction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
The alignment using subsets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20 . . . . . . . . . . . . . . . . .
Quality estimation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Postprocessing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .IV Table of contents
Homology modelling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Interpretation of the structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21 . . . . . . . . . . . . . . . .
Software
Results and Discussion 25
Structure of Nautilus pompilius hemocyanin (NpH)
Structure and molecular model of Sepia officinalis hemocyanin (SoH)
Analysis of Nautilus hemocyanin in oxy and deoxy-conformation
Conclusion and Outlook 75
Summary 79
Zusammenfassung 81
Literature 83
Publication list 91