Crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of importin-alpha acomplexed with NLS peptidomimetics

Importin-alpha is the nuclear import receptor that recognizes cargo proteins with nuclear localization sequences (NLSs). Tile study of NLS peptidomimetics can provide a better understanding of the requirements for the molecular recognition of cargo proteins by importin-alpha, and potentially engender a large number of applications in medicine. Importin-a was crystallized with a set of six NLS peptidomimetics, and X-ray diffraction data were collected in the range 2.1-2.5 angstrom resolution. Preliminary electron density calculations show that the ligands are present in the crystals. (c) 2005 Elsevier B.V All rights reserved.

Bright solitons in coupled defocusing NLS equation supported by coupling: Application to Bose-Einstein condensation

We demonstrate the formation of bright solitons in coupled self-defocusing nonlinear Schrodinger (NLS) equation supported by attractive coupling. As an application we use a time-dependent dynamical mean-field model to study the formation of stable bright solitons in two-component repulsive Bose-Einstein condensates (BECs) supported by interspecies attraction in a quasi one-dimensional geometry. When all interactions are repulsive, there cannot be bright solitons. However, bright solitons can be formed in two-component repulsive BECs for a sufficiently attractive interspecies interaction, which induces an attractive effective interaction among bosons of same type. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Integrable NLS equation with time-dependent nonlinear coefficient and self-similar attractive BEC

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Estudos estruturais com a importina-α de mamíferos e peptídeos de sequências de localização nuclear (NLS)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Estudos estruturais com a importina-α e Sequências de Localização Nuclear (NLS) de proteínas envolvidas no metabolismo de Neurospora crassa

Proteínas que apresentam atividades no núcleo e possuem sequência de localização nuclear (NLS) tem seu deslocamento dependente do heterodímero importina-α/β. A importina- (ImpA) é responsável pelo reconhecimento inicial do substrato a ser importado através da interação com os NLS. Os sinais são caracterizados por apresentar um ou mais grupos de aminoácidos básicos, denominados como sequências monopartidas e bipartidas. O fungo Neurospora crassa vem sendo utilizado há mais de 70 anos como organismo modelo em estudos de expressão gênica, desenvolvimento e diferenciação celular, ritmo circadiano, defesa do genoma, bem como outros aspectos da biologia de eucariotos. A presença de um grande número de genes no genoma de N. crassa ainda com funções desconhecidas aponta este organismo como um promissor modelo para o estudo de novos mecanismos genéticos e bioquímicos ainda não identificados. Considerando a importância do metabolismo do glicogênio para os organismos, o presente trabalho teve como objetivo o estudo estrutural de complexos de ImpA com peptídeos NLSs (NCM e NCB) de proteínas envolvidas no metabolismo de glicogênio do fungo N. crassa, utilizando técnicas de cristalografia de proteínas. Monocristais dos complexos ImpA-NCM e ImpA-NCB foram obtidos para a coleta dos dados de difração de raios-X, resultando em dois conjuntos de dados à 2,1Å e 2,45Å de resolução, respectivamente. Após elucidação da estrutura da ImpA, mapas de densidade eletrônica gerados revelaram uma densidade eletrônica no sítio principal de reconhecimento de NLS da ImpA de ambas estruturas, possibilitando modelagem dos peptídeos. Em uma comparação do mapa de densidade eletrônica obtido de ambos complexos com um mapa de uma estrutura nativa de ImpA (70-529) coletada à 2,0Å de resolução, a qual usualmente apresenta um peptídeo “contaminante” no sitio de ligação... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)

National longitudinal study of the high school class of 1972 : sample design efficiency study: effects of stratification, clustering, and unequal weighting on the variances of NLS statistics /

Project officer: William B. Fetters.

Self-Study For Field Representatives, National Longitudinal Surveys, 1997 Survey Of Women, NLS/CAPI-A024, (May 1997)

Shipping List Date: 06/19/97

Crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of importin-alpha acomplexed with NLS peptidomimetics

Importin-alpha is the nuclear import receptor that recognizes cargo proteins with nuclear localization sequences (NLSs). Tile study of NLS peptidomimetics can provide a better understanding of the requirements for the molecular recognition of cargo proteins by importin-alpha, and potentially engender a large number of applications in medicine. Importin-a was crystallized with a set of six NLS peptidomimetics, and X-ray diffraction data were collected in the range 2.1-2.5 angstrom resolution. Preliminary electron density calculations show that the ligands are present in the crystals. (c) 2005 Elsevier B.V All rights reserved.

Two-dimensional supersonic nonlinear Schrodinger flow past an extended obstacle

Supersonic flow of a superfluid past a slender impenetrable macroscopic obstacle is studied in the framework of the two-dimensional (2D) defocusing nonlinear Schroumldinger (NLS) equation. This problem is of fundamental importance as a dispersive analog of the corresponding classical gas-dynamics problem. Assuming the oncoming flow speed is sufficiently high, we asymptotically reduce the original boundary-value problem for a steady flow past a slender body to the one-dimensional dispersive piston problem described by the nonstationary NLS equation, in which the role of time is played by the stretched x coordinate and the piston motion curve is defined by the spatial body profile. Two steady oblique spatial dispersive shock waves (DSWs) spreading from the pointed ends of the body are generated in both half planes. These are described analytically by constructing appropriate exact solutions of the Whitham modulation equations for the front DSW and by using a generalized Bohr-Sommerfeld quantization rule for the oblique dark soliton fan in the rear DSW. We propose an extension of the traditional modulation description of DSWs to include the linear ""ship-wave"" pattern forming outside the nonlinear modulation region of the front DSW. Our analytic results are supported by direct 2D unsteady numerical simulations and are relevant to recent experiments on Bose-Einstein condensates freely expanding past obstacles.

Autoinhibition by an internal nuclear localization signal revealed by the crystal structure of mammalian importin alpha

Importin alpha is the nuclear import receptor that recognizes classical monopartite and bipartite nuclear localization signals (NLSs). The structure of mouse importin alpha has been determined at 2.5 Angstrom resolution. The structure shows a large C-terminal domain containing armadillo repeats, and a less structured N-terminal importin beta-binding domain containing an internal NLS bound to the NLS-binding site. The structure explains the regulatory switch between the cytoplasmic, high-affinity form, and the nuclear, low-affinity form for NLS binding of the nuclear import receptor predicted by the current models of nuclear import. Importin beta conceivably converts the low- to high-affinity form by binding to a site overlapping the autoinhibitory sequence. The structure also has implications for understanding NLS recognition, and the structures of armadillo and HEAT repeats.

Structural basis of recognition of monopartite and bipartite nuclear localization sequences by mammalian importin-alpha

Importin-alpha is the nuclear import receptor that recognizes cargo proteins which contain classical monopartite and bipartite nuclear localization sequences (NLSs), and facilitates their transport into the nucleus. To determine the structural basis of the recognition of the two classes of NLSs by mammalian importin-alpha, we co-crystallized an N-terminally truncated mouse receptor protein with peptides corresponding to the monopartite NLS from the simian virus 40 (SV40) large T-antigen, and the bipartite NLS from nucleoplasmin. We show that the monopartite SV40 large T-antigen NLS binds to two binding sites on the receptor, similar to what was observed in yeast importin-alpha. The nucleoplasmin NLS-importin-alpha complex shows, for the first time, the mode of binding of bipartite NLSs to the receptor. The two basic clusters in the NLS occupy the two binding sites used by the monopartite NLS, while the sequence linking the two basic clusters is poorly ordered, consistent with its tolerance to mutations. The structures explain the structural basis for binding of diverse NLSs to the sole receptor protein. (C) 2000 Academic Press.

Biophysical characterization of interactions involving importin-alpha during nuclear import

Proteins containing the classical nuclear localization sequences (NLSs) are imported into the nucleus by the importin-alpha/beta heterodimer. Importin-alpha contains the NLS binding site, whereas importin-beta mediates the translocation through the nuclear pore. We characterized the interactions involving importin-alpha during nuclear import using a combination of biophysical techniques (biosensor, crystallography, sedimentation equilibrium, electrophoresis, and circular dichroism). Importin-alpha is shown to exist in a monomeric autoinhibited state (association with NLSs undetectable by biosensor). Association with importin-beta (stoichiometry, 1:1; K-D = 1.1 x 10(-8) m) increases the affinity for NLSs; the importin-alpha/beta complex binds representative monopartite NLS (simian virus 40 large T-antigen) and bipartite NLS (nucleoplasmin) with affinities (K-D = 3.5 x 10(-8) m and 4.8 x 10(-8) m, respectively) comparable with those of a truncated importin-alpha lacking the autoinhibitory domain (T-antigen NLS, K-D = 1.7 x 10(-8) m; nucleoplasmin NLS, K-D = 1.4 x 10(-8) m). The autoinhibitory domain (as a separate peptide) binds the truncated importin-alpha, and the crystal structure of the complex resembles the structure of full-length importin-alpha. Our results support the model of regulation of nuclear import mediated by the intrasteric autoregulatory sequence of importin-alpha and provide a quantitative description of the binding and regulatory steps during nuclear import.

UMA ABORDAGEM YEAST TWO-HYBRID PARA O ESTUDO DA REPLICAÇÃO E PATOGÉNESE DO VÍRUS DA HEPATITE DELTA

O vírus da hepatite delta (HDV) é o agente etiológico de uma das formas mais graves de hepatite viral e é ainda endémico em diversas regiões do globo, nomeadamente em África, na Amazónia e no Extremo Oriente. O HDV co-infecta ou super-infecta hepatócitos infectados com o vírus da hepatite B (HBV) aumentando em cerca de 10 vezes o risco de cirrose e hepatite fulminante. A associação clínica entre os dois vírus deve-se ao facto do invólucro do HDV ser constituído pelos antigénios de superfície do HBV (HBsAgs) que são necessários para a propagação da infecção. O genoma do HDV é constituído por uma molécula de RNA de cadeia simples, circular, com cerca de 1.7 Kb, que possui cerca de 70% de emparelhamento interno. Foi identificada uma única grelha de leitura aberta (ORF) no RNA viral que codifica para o antigénio delta (HDAg). A ocorrência de um mecanismo de editing do RNA, resulta na expressão de duas formas do HDAg, a pequena (S-HDAg) e a grande (L-HDAg). Várias funções essenciais para a replicação do HDV têm sido atribuídas a ambas as formas do HDAg, sendo a S-HDAg essencial para a acumulação de RNA viral e a L-HDAg responsável pela interacção com os HBsAgs para formar partículas virais. No entanto, dada a simplicidade dos seus componentes, admite-se que a replicação viral depende das interacções estabelecidas entre os HDAgs e factores celulares do hospedeiro. Apesar do número considerável de factores celulares descritos como interactores dos HDAgs ou RNA virais, a importância de muitas destas interacções não foi elucidada e muitas etapas do ciclo de replicação do HDV permanecem pouco claras. Para além disso, dado o número limitado de factores do hospedeiro que estão envolvidos na sua replicação, é muito provável que um número elevado de interactores do HDV permaneça por identificar. Este trabalho teve como objectivo a identificação de proteínas de fígado humano capazes de interagir com os HDAgs, utilizando o sistema yeast Two-Hybrid (YTH). Identificaram-se trinta proteínas com capacidade de interagir com a S-HDAg no sistema YTH, sendo que estas proteínas se encontram envolvidas em diferentes processos celulares. Com base nas características funcionais, foram seleccionadas três destas proteínas e as suas interacções com a S-HDAg foram investigadas com maior detalhe. As três proteínas seleccionadas foram a ribonucleoproteína nuclear heterogénea C (hnRNPC), a embryonic lethal abnormal vision like1 (ELAVL1/HuR) e a proteína 2 de ligação a EBNA1 (EBP2). As duas primeiras são proteínas de ligação a RNA, previamente descritas como envolvidas em processos de replicações de outros vírus com genoma RNA, enquanto a EBP2, é uma proteína de localização preferencialmente nucleolar, tal como por vezes acontece com os HDAgs. As interacções foram analisadas recorrendo a vários ensaios bioquímicos. No caso da hnRNPC e da HuR, após validação no sistema YTH, a capacidade de interacção com a S-HDAg foi confirmada quer in vitro por blot overlay quer in vivo por co-imunoprecipitação em células de hepatoma humano. Nas mesmas células, observou-se uma co-localização considerável entre os HDAgs e os RNAs virais. Finalmente, de modo a investigar a contribuição das proteínas hnRNPC e HuR na replicação do HDV, procedeu-se ao silenciamento destas proteínas pela utilização de short hairpin RNAs (shRNAs) específicos para os mRNAs correspondentes Observou-se que o silenciamento de ambas as proteínas hnRNPC e HuR endógenas, individualmente resultou numa diminuição acentuada nos níveis de expressão dos HDAgs. No que respeita à EBP2, a interacção com a S-HDAg foi confirmada em condições in vitro com recurso a ensaios de blot overlay e de cromatografia de afinidade. A análise por imunofluorescência indirecta e microscopia confocal revelou co-localização elevada entre os HDAgs e a EBP2, principalmente nos nucléolos de células de hepatoma humano. Finalmente, foi ainda utilizado o sistema YTH para estudar os mecanismos de importação dos HDAgs. Assim, este sistema foi utilizado com o propósito de identificar proteínas celulares capazes de interagir com um domínio específico dos HDAgs, o sinal de localização nuclear (NLS). Na pesquisa YTH realizada obtiveram-se 161 clones positivos, sendo que um deles mostrou codificar para a carioferina α4 (KPNA4). A interacção da KPNA4 com a S-HDAg foi reproduzida em condições in vitro através de um ensaio de cromatografia de afinidade tendo sido utilizadas formas recombinantes das duas proteínas. Este trabalho permitiu identificar várias proteínas celulares que interagem com a S-HDAg. Obtiveram-se evidências sugestivas de que algumas das proteínas identificadas podem desempenhar funções importantes no ciclo de replicação do HDV e que abrem novas perspectivas para o estudo do ciclo de replicação do vírus.

A note on parallelizing the parameterized expectations algorithm

The parameterized expectations algorithm (PEA) involves a long simulation and a nonlinear least squares (NLS) fit, both embedded in a loop. Both steps are natural candidates for parallelization. This note shows that parallelization can lead to important speedups for the PEA. I provide example code for a simple model that can serve as a template for parallelization of more interesting models, as well as a download link for an image of a bootable CD that allows creation of a cluster and execution of the example code in minutes, with no need to install any software.

FHY1 mediates nuclear import of the light-activated phytochrome A photoreceptor.

The phytochrome (phy) family of photoreceptors is of crucial importance throughout the life cycle of higher plants. Light-induced nuclear import is required for most phytochrome responses. Nuclear accumulation of phyA is dependent on two related proteins called FHY1 (Far-red elongated HYpocotyl 1) and FHL (FHY1 Like), with FHY1 playing the predominant function. The transcription of FHY1 and FHL are controlled by FHY3 (Far-red elongated HYpocotyl 3) and FAR1 (FAr-red impaired Response 1), a related pair of transcription factors, which thus indirectly control phyA nuclear accumulation. FHY1 and FHL preferentially interact with the light-activated form of phyA, but the mechanism by which they enable photoreceptor accumulation in the nucleus remains unsolved. Sequence comparison of numerous FHY1-related proteins indicates that only the NLS located at the N-terminus and the phyA-interaction domain located at the C-terminus are conserved. We demonstrate that these two parts of FHY1 are sufficient for FHY1 function. phyA nuclear accumulation is inhibited in the presence of high levels of FHY1 variants unable to enter the nucleus. Furthermore, nuclear accumulation of phyA becomes light- and FHY1-independent when an NLS sequence is fused to phyA, strongly suggesting that FHY1 mediates nuclear import of light-activated phyA. In accordance with this idea, FHY1 and FHY3 become functionally dispensable in seedlings expressing a constitutively nuclear version of phyA. Our data suggest that the mechanism uncovered in Arabidopsis is conserved in higher plants. Moreover, this mechanism allows us to propose a model explaining why phyA needs a specific nuclear import pathway.