Added Introduction \section{Thesis Outline}.
authorW. Trevor King <wking@drexel.edu>
Tue, 23 Feb 2010 16:19:24 +0000 (11:19 -0500)
committerW. Trevor King <wking@drexel.edu>
Tue, 23 Feb 2010 16:19:24 +0000 (11:19 -0500)
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  "Temperature and cantilever dependent protein unfolding"

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tex/src/viscocity/main.tex

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@@ -1 +1,2 @@
 \chapter{Apparatus}
+\label{sec:apparatus}
index 8a5555f5d17e424d63d32eab636aee0ebc206db6..3c1486f53e8cb7fe1faae23a0f9554f81cfde43a 100644 (file)
@@ -1,4 +1,6 @@
 \chapter{Cantilever Calibration}
+\label{sec:cantilever-calib}
+
 \input{cantilever-calib/overview}
 \input{cantilever-calib/setup_general}
 \input{cantilever-calib/solve_highly_damped}
index 652b193b137e3387db0d1cf15fd739e9d295ee4c..b8da23557fd846e2b9b5c5724702e24acda78a36 100644 (file)
@@ -1 +1,9 @@
 \chapter{Cantilever dependent unfolding experiments}
+\label{sec:cantilever}
+
+TODO...immunoglobulin-like domain 27 from human Titin (I27).  I27 is a
+model protein that has been used in mechanical unfolding experiments
+since the first use of synthetic chains\cite{carrion-vazquez99b,TODO}.
+We use it here because it is both extremly well characterized and
+readily available.
+
index 5a07ff2b00a2b57a0957a2b6dd9128dc17ac10f0..9111f7244aa83d62d983beaa0191663885b66f25 100644 (file)
@@ -1 +1,4 @@
-\chapter{Contour space}
+\chapter{Contour length space}
+\label{sec:contour-space}
+
+TODO\citet{puchner08}.
index 211dd41138ad0b9b2a0e8aef47f2f4a05e1807f6..0a46023b03289e4c2369c038551b902b1d4447be 100644 (file)
@@ -1 +1,2 @@
-\chapter{Conclusions}
+\chapter{Conclusions and future work}
+\label{sec:future}
index 19f900490527784cac84256dd61c16dae64f2e89..adbfce1630c5f274b71209df86df55ecc9e7fc6a 100644 (file)
@@ -46,7 +46,7 @@ remarkably difficult.
     ligand-receptor pair isolated from the bacterium
     \species{Streptomyces avidinii}.  Streptavidin binds to cell
     surfaces, and bound biotin increases streptavidin's binding
-    afinity\citep{alon90}.
+    affinity\citep{alon90}.
     Figure generated with \citetalias{pymol}.
     \label{fig:ligand-receptor}}
   \end{center}
@@ -142,6 +142,9 @@ stimulated much effort in both experimental and theoretical research.
   \end{center}
 \end{figure}
 
+
+\section{Mechanical unfolding experiments}
+
 % AFM unfolding procedure
 In a mechanical unfolding experiment, a protein polymer is tethered
 between two surfaces: a flat substrate and an AFM tip.  The polymer is
@@ -196,3 +199,28 @@ time, facilitating single molecule studies.
   \end{center}
 \end{figure}
 
+
+\section{Thesis Outline}
+
+\Cref{sec:unfolding} of this thesis discusses the theory of protein
+unfolding for single domains.  \Cref{sec:tension} discusses linker
+tension modeling.  \Cref{sec:unfolding-distributions} pulls
+\cref{sec:unfolding,sec:tension} together to discuss the theory of
+mechanical unfolding experiments.  This theory makes straightforward
+analysis of unfolding results difficult, so \cref{sec:sawsim} presents
+a Monte Carlo simulation approach to fitting unfolding parameters, and
+\cref{sec:contour-space} presents the contour-length space approach to
+fingerprinting unfolding pathways.  \Cref{sec:temperature-theory}
+wraps up the theory section by extending the analysis in
+\cref{sec:unfolding,sec:unfolding-distributions} to multiple
+temperatures.
+
+\Cref{sec:apparatus} describes our experimental apparatus and methods,
+as well as calibration procedures.  With both the theory and procedure
+taken care of, \cref{sec:cantilever,sec:temperature}
+present and analyze AFM cantilever- and temperature-dependent
+unfolding behavior of the immunoglobulin-like domain 27 from human
+Titin (I27).
+
+We close with \cref{sec:future}, which presents our conclusions and
+discusses possible directions for future work.
index f7b26b99270966eada86c6ab5963a97be820a7ee..e03a47da2f4ecb64024e5904dbfb0f25577b1c56 100644 (file)
@@ -2,20 +2,24 @@
 
 %% Science words
 % LocalWords: polysaccharides polypeptide biomembrane biopolymers photodetector
-% LocalWords: piconewtons nanonewtons nanometers vt timesteps timestep
-% LocalWords: ubiquitin titin sawteeth octamer octameric
+% LocalWords: piconewtons nanonewtons nanometers vt tetramer timesteps timestep
+% LocalWords: ubiquitin titin immunoglobulin sawteeth octamer octameric multi
 % LocalWords: unstretched undeflected unfoldings underdamped
 % LocalWords: rebalances nonspecific equilibrated
+% LocalWords: Streptomyces avidinii streptavidin streptavidin's
 
 %% Abbreviations:
-% LocalWords: Tel AFM afm WLC wlc FJC fjc PACS MSC pN nm MC ddFLN
+% LocalWords: Tel AFM AFMs afm WLC wlc FJC fjc PACS MSC pN nm MC ddFLN
+% LocalWords: PDB SWE
 
 %% Names and related
 % LocalWords: Hookean hooke Kramers kramers Mascheroni Kullback Leibler
 % LocalWords: Markovian msu Meihong Su gyang Guoliang CSIRO Drexel
 % LocalWords: bustamante forde smith merkel carrion vazquez rief levy fernandez
 % LocalWords: chyan lu klimov li zinober jollymore marko sims evans schlierf
-% LocalWords: janshoff granzier linke verdier dicola lin
+% LocalWords: janshoff granzier linke verdier dicola lin wolfsberg mcpherson
+% LocalWords: collins claverie venter freitag alon levinthal bedard halvorsen
+% LocalWords: pymol sawsim
 
 %% LaTeX and related
 % LocalWords: documentclass elsarticle pt tnoteref tnotetext fnref fntext
@@ -23,3 +27,6 @@
 
 %% Reference abbreviations
 % LocalWords: sec fig eq expt sim dep const prob hist hists
+
+%% Other
+% Localwords: proven
index 0b6d288a6f854bec69bf7a28f7d1a3fede4920c7..76752d4036a32d36f6dabf76b228731a957cfa81 100644 (file)
 @String{HErickson = "Erickson, Harold P."}
 @String{MEsaki = "Esaki, Masatoshi"}
 @String{JFernandez = "Fernandez, Julio M."}
+@String{GFranzen = "Franzen, Gereon"}
 @String{ELFlorin = "Florin, Ernst-Ludwig"}
 @String{SFossey = "Fossey, S. A."}
 @String{SFowler = "Fowler, Susan B."}
 @String{QPeng = "Peng, Qing"}
 @String{OPerisic = "Perisic, Ognjen"}
 @String{CPeterson = "Peterson, Craig L."}
+@String{EPuchner = "Puchner, Elias M."}
 @String{LRandles = "Randles, Lucy G."}
 @String{SRedick = "Redick, Sambra D."}
 @String{ZReich = "Reich, Ziv"}
@@ -7573,3 +7575,58 @@ url = "http://www.sciencedirect.com/science/article/B6WBK-4F5M7K3-3C/2/c94b612e0
   url = "http://www.pnas.org/content/105/20/7182.full",
   eprint = "http://www.pnas.org/content/105/20/7182.full.pdf",
 }
+
+@Article{puchner08,
+  author = EPuchner #" and "# GFranzen #" and "# MGautel #" and "# HGaub,
+  title =        "Comparing proteins by their unfolding pattern.",
+  journal =      BPJ,
+  year =         2008,
+  month =        jul,
+  volume =       95,
+  number =       1,
+  pages =        "426--434",
+  keywords =     "Algorithms",
+  keywords =     "Computer Simulation",
+  keywords =     "Microscopy, Atomic Force",
+  keywords =     "Models, Chemical",
+  keywords =     "Models, Molecular",
+  keywords =     "Protein Denaturation",
+  keywords =     "Protein Folding",
+  keywords =     "Proteins",
+  abstract =     "Single molecule force spectroscopy has evolved into an
+                 important and extremely powerful technique for
+                 investigating the folding potentials of biomolecules.
+                 Mechanical tension is applied to individual molecules,
+                 and the subsequent, often stepwise unfolding is
+                 recorded in force extension traces. However, because
+                 the energy barriers of the folding potentials are often
+                 close to the thermal energy, both the extensions and
+                 the forces at which these barriers are overcome are
+                 subject to marked fluctuations. Therefore, force
+                 extension traces are an inadequate representation
+                 despite widespread use particularly when large
+                 populations of proteins need to be compared and
+                 analyzed. We show in this article that contour length,
+                 which is independent of fluctuations and alterable
+                 experimental parameters, is a more appropriate variable
+                 than extension. By transforming force extension traces
+                 into contour length space, histograms are obtained that
+                 directly represent the energy barriers. In contrast to
+                 force extension traces, such barrier position
+                 histograms can be averaged to investigate details of
+                 the unfolding potential. The cross-superposition of
+                 barrier position histograms allows us to detect and
+                 visualize the order of unfolding events. We show with
+                 this approach that in contrast to the sequential
+                 unfolding of bacteriorhodopsin, two main steps in the
+                 unfolding of the enzyme titin kinase are independent of
+                 each other. The potential of this new method for
+                 accurate and automated analysis of force spectroscopy
+                 data and for novel automated screening techniques is
+                 shown with bacteriorhodopsin and with protein
+                 constructs containing GFP and titin kinase.",
+  ISSN =         "1542-0086",
+  doi =          "10.1529/biophysj.108.129999",
+  url = "http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2426622/",
+  eprint = "http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2426622/pdf/426.pdf",
+}
index eb392b6690d9dc6cd7c47ff00a43cf13d94c4fa4..a40095a4383f4e9c88fbb7e54e99b960eee7b794 100644 (file)
@@ -19,7 +19,7 @@
 %             }
 
 \author{William Trevor King}
-\title{Mechanical protein unfolding analysis}
+\title{Temperature and cantilever dependent protein unfolding}
 \defmonth{July}
 \defyear{2010}
 \degree{Doctor of Philosophy}
@@ -57,11 +57,11 @@ R01-GM071793.
 \include{tension/main}
 \include{unfolding-distributions/main}
 \include{sawsim/main}
-\include{contour-space} % TODO: conventional name?
-\include{apparatus/main}
+\include{contour-space/main}
 \include{temperature-theory/main}
-\include{temperature/main}
+\include{apparatus/main}
 \include{cantilever/main}
+\include{temperature/main}
 \include{future/main}
 \end{thesis}
 
index 5901bee3e5045ca5c934ad6ac232924afcc44e41..1980f0ef66c160cc88643b9465a8550258e64d45 100644 (file)
@@ -1,4 +1,5 @@
 \chapter{Temperature dependent unfolding theory}
+\label{sec:temperature-theory}
 
 \section{Energy landscape roughness}
 
index accb47f6fc20a7fec43ae89b0a101d60a36e0066..354d00ca3946b2429638e0a4b181ef15160f482f 100644 (file)
@@ -1 +1,2 @@
 \chapter{Temperature dependent unfolding experiments}
+\label{sec:temperature}
index 3d626d4fad263169f266a99d375d38d91aa0bfdc..8d59ee29f601e170d73447333aa2a523e1ee1d8c 100644 (file)
@@ -1 +1,2 @@
 \chapter{Chain Tension}
+\label{sec:tension}
index 411dd10d67496810c9e6f60e45deaa6e19a65d94..22481c66176d26c39a188ab870d5642e24b87aca 100644 (file)
@@ -1,4 +1,6 @@
 \chapter{Theoretical unfolding force distributions}
+\label{sec:unfolding-distributions}
+
 \input{unfolding-distributions/overview}
 \input{unfolding-distributions/review}
 \input{unfolding-distributions/singledomain_constantloading}
index 7b0e7016ad76081ae4f0163c3d399002f64ba48d..9cdc232df65ea18bf86b712b657536860a025ef7 100644 (file)
@@ -1 +1,2 @@
 \chapter{Unfolding Theory}
+\label{sec:unfolding}
index d8d8cfbe3b3d2145e3da58b8fc600af5cb40d035..8ec3c4f4a52465879b96182cece8d9923526973f 100644 (file)
@@ -1,4 +1,5 @@
 \chapter{Hydrodynamic effects in fast AFM single-molecule force measurements}
+\label{sec:viscocity}
 
 \begin{center}
 {\Large M\"uller notes} \\