External seminar - Félix Weis - Institut de Biologie Structurale (IBS) de Grenoble
Invited by Reynald Gillet, Félix Weis will presents his research with time-resolved electron cryo-microscopy.
Visualizing the B12-dependent photoreceptor CarH in action with time-resolved electron cryo-microscopy
Time-resolved cryo-electron microscopy (cryo-EM) is a technique that allows to take structural "snapshots" of biomolecules in action, by starting the reaction with a trigger, such as light, and then "freeze-trapping" reaction intermediates by vitrification after a well-defined, yet variable time delay. Unlike time-resolved X-ray crystallography, time-resolved cryo-EM does not require crystals and can therefore capture large conformational changes. Here we present an example of the complementarity of the two techniques, in the study of the later stages of the photoreaction of the bacterial transcription factor CarH, a vitamin B12–dependent photoreceptor. While time-resolved X-ray crystallography is limited to early time points (<10 ms) due to large domain movements disrupting the crystal packing, time-resolved cryo-EM offered us a way to freeze-trap intermediate states at later stages of the photoreaction (up to 600 ms) and determine their high-resolution structures . In particular, we found a previously unobserved reaction intermediate, adding new details to our understanding of the CarH photoactivation mechanism.
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Contact: Reynald Gillet
Biology, Health
Séminaire externe - Félix Weis - Institut de Biologie Structurale (IBS) de Grenoble
Invité par Reynald Gillet, Félix Weis présentera ses recherches grâce à la cryo-microscopie électronique résolue dans le temps.
Visualisation du photorécepteur dépendant de la B12, CarH, en action grâce à la cryo-microscopie électronique résolue dans le temps
La cryo-microscopie électronique résolue dans le temps (cryo-EM) est une technique permettant de capturer des « instantanés » structuraux de biomolécules en action. Elle consiste à déclencher la réaction, par exemple avec de la lumière, puis à « piéger par congélation » les intermédiaires réactionnels par vitrification après un délai temporel bien défini, mais variable. Contrairement à la cristallographie aux rayons X résolue dans le temps, la cryo-EM résolue dans le temps ne nécessite pas de cristaux et peut ainsi révéler de grands changements conformationnels.
Nous présentons ici un exemple de la complémentarité de ces deux techniques dans l’étude des étapes tardives de la photoréaction du facteur de transcription bactérien CarH, un photorécepteur dépendant de la vitamine B12. Alors que la cristallographie aux rayons X résolue dans le temps est limitée aux premiers instants (< 10 ms) en raison des mouvements de domaines perturbant l’empilement cristallin, la cryo-EM résolue dans le temps nous a permis de piéger des états intermédiaires à des stades plus avancés de la photoréaction (jusqu’à 600 ms) et d’en déterminer les structures à haute résolution. Nous avons notamment identifié un intermédiaire réactionnel jusqu’alors non observé, apportant de nouveaux éléments à notre compréhension du mécanisme de photoactivation de CarH.
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Biologie, Santé
