INTERNATIONAL TABLES FOR CRYSTALLOGRAPHY International Tables for Crystallography Volume A: Space-Group Symmetry Editor Theo Hahn First Edition 1983, Fourth Edition 1995 Corrected Reprint 1996 Volume B: Reciprocal Space Editor U. Shmueli First Edition 1993, Corrected Reprint 1996 Second Edition 2001 Volume C: Mathematical, Physical and Chemical Tables Editors A. J. C. Wilson and E. Prince First Edition 1992, Corrected Reprint 1995 Second Edition 1999 Volume F: Crystallography of Biological Macromolecules Editors Michael G. Rossmann and Eddy Arnold First Edition 2001 Forthcoming volumes Volume D: Physical Properties of Crystals Editor A. Authier Volume E: Subperiodic Groups Editors V. Kopsky and D. B. Litvin Volume A1: Symmetry Relations between Space Groups Editors H. Wondratschek and U. Mu¨ller INTERNATIONAL TABLES FOR CRYSTALLOGRAPHY Volume F CRYSTALLOGRAPHY OF BIOLOGICAL MACROMOLECULES Edited by MICHAEL G. ROSSMANN AND EDDY ARNOLD Published for THE INTERNATIONAL UNION OF CRYSTALLOGRAPHY by KLUWER ACADEMIC PUBLISHERS DORDRECHT/BOSTON/LONDON 2001 AC.I.P.Catalogue record for this book isavailable from the Library ofCongress ISBN0-7923-6857-6(acid-free paper) Published byKluwerAcademic Publishers, P.O.Box 17,3300AADordrecht, The Netherlands Soldand distributed in North, Central and South America by Kluwer Academic Publishers, 101 Philip Drive, Norwell, MA02061,USA Inall other countries, sold and distributed by Kluwer Academic Publishers, P.O.Box 322,3300AHDordrecht, The Netherlands Technical Editor: N.J.Ashcroft (cid:1) International Union ofCrystallography 2001 Short extracts may be reproduced without formality, provided that the source is acknowledged, but substantial portions may not be reproduced by any process without written permissionfrom the International Union ofCrystallography Printed in Denmark by P.J.Schmidt A/S Dedicated to DAVID C. PHILLIPS The editors wish to express their special thanks to David Phillips (Lord Phillips of Ellesmere) andProfessorLouiseJohnsonforcontributing anexceptional chapter on the structure determination of hen egg-white lysozyme. Although Chapter 26.1 describesthefirststructuralinvestigationsofanenzyme,theproceduresusedarestill as fresh and important today as they were 35 years ago and this chapter is strongly recommended to students of both crystallography and enzymology. Completion of thischapter wasDavid’slastscientific accomplishment onlyafewweeksbeforehis death. This volume of International Tables for Crystallography is dedicated to the memory of David C. Phillips in recognition of his pivotal contributions to the foundations of the crystallography of biological macromolecules. Advisors and Advisory Board Advisors:(cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:7)(cid:8)(cid:9)(cid:10)(cid:2)(cid:11)(cid:12)(cid:13)(cid:14)(cid:15)(cid:16)(cid:2) AdvisoryBoard:(cid:17)(cid:2)(cid:18)(cid:2)(cid:10)(cid:4)(cid:6)(cid:19)(cid:7)(cid:9)(cid:20)(cid:2)(cid:21)(cid:2)(cid:22)(cid:15)(cid:23)(cid:5)(cid:4)(cid:9) ’(cid:2) (cid:31)(cid:2) (cid:24)(cid:15)(cid:4)(cid:4)(cid:12)(cid:16)(cid:29)(cid:6)(cid:9) (cid:18)(cid:2) %(cid:2) (cid:1)(cid:2) (cid:24)(cid:29)(cid:13)(cid:9) ((cid:2) (cid:31)(cid:2) (cid:24)(cid:29)(cid:13)(cid:26)(cid:5)(cid:16)(cid:9) (cid:11)(cid:2) (cid:21)(cid:2) (cid:1)(cid:29)(cid:8)(cid:6)(cid:16)(cid:29)(cid:6)(cid:9) (cid:24)(cid:2)(cid:25)(cid:2)(cid:22)(cid:5)(cid:4)(cid:26)(cid:15)(cid:6)(cid:9)(cid:27)(cid:2)(cid:11)(cid:2)(cid:22)(cid:13)(cid:28)(cid:6)(cid:19)(cid:5)(cid:13)(cid:13)(cid:9)(cid:25)(cid:2)(cid:22)(cid:29)(cid:13)(cid:29)(cid:30)(cid:6)(cid:5)(cid:16)(cid:12)(cid:9)(cid:10)(cid:2)(cid:27)(cid:2)(cid:22)(cid:4)(cid:28)(cid:6)(cid:30)(cid:5)(cid:4)(cid:9)(cid:31)(cid:2)(cid:20)(cid:2)(cid:22)(cid:28)(cid:30)(cid:30)(cid:9) ((cid:2) ((cid:2) ((cid:15)(cid:6)(cid:6)(cid:15)(cid:6)(cid:9) ’(cid:2))(cid:24)(cid:2) ((cid:12)(cid:26)(cid:9) (cid:10)(cid:2) ((cid:13)(cid:28)(cid:30)(cid:9) (cid:3)(cid:2) (cid:25)(cid:29)(cid:4)(cid:15)(cid:16)(cid:9) (cid:2) (cid:1)(cid:2) (cid:5)(cid:15)(cid:19)(cid:9) (cid:2) (cid:31)(cid:8)(cid:15)(cid:6)(cid:19)(cid:4)(cid:15)(cid:16)(cid:5)(cid:23)(cid:15)(cid:4)(cid:15)(cid:6)(cid:9) !(cid:2) (cid:25)(cid:2) (cid:31)(cid:29)(cid:13)(cid:26)(cid:15)(cid:6)(cid:9) (cid:3)(cid:2) (cid:2) (cid:3)(cid:15)"(cid:12)(cid:5)(cid:16)(cid:9) (cid:1)(cid:2) (cid:3)(cid:5)(cid:12)(cid:16)(cid:5)(cid:6)(cid:8)(cid:29)#(cid:5)(cid:4)(cid:9) (cid:27)(cid:2) (cid:1)(cid:2) (cid:12)$(cid:8)(cid:26)(cid:29)(cid:6)(cid:19)(cid:9) %(cid:2) (cid:20)(cid:2) ’$(cid:8)(cid:28)(cid:13)*(cid:9) !(cid:2) (cid:22)(cid:2) ’(cid:12)(cid:30)(cid:13)(cid:5)(cid:4)(cid:9)+ (cid:3)(cid:2) ,(cid:2) ’(cid:7)(cid:28)(cid:15)(cid:4)(cid:7)(cid:9) (cid:27)(cid:2) (cid:27)(cid:16)(cid:28)(cid:23)(cid:12)(cid:8)(cid:15)(cid:4)(cid:15)(cid:9) (cid:2) (cid:20)(cid:2) (cid:3)(cid:12)$(cid:23)(cid:5)(cid:4)(cid:16)(cid:29)(cid:6)(cid:9) %(cid:2) %(cid:2) (cid:3)(cid:29)(cid:19)(cid:16)(cid:29)(cid:6)(cid:9) (cid:24)(cid:2) (cid:20)(cid:23)(cid:13)(cid:28)(cid:6)(cid:19)(cid:9) (cid:2) %(cid:12)(cid:5)(cid:30)(cid:5)&(cid:9) (cid:1)(cid:2) !(cid:2) %(cid:13)(cid:28)(cid:16)(cid:23)(cid:5)(cid:4)(cid:9) (cid:25)(cid:2)-(cid:12)(cid:14)(cid:15).(cid:15)(cid:6)(cid:9)(cid:10)(cid:2)/(cid:29)(cid:6)(cid:15)(cid:7)(cid:8)(cid:2) Contributing authors (cid:20)(cid:2) (cid:20)(cid:2) (cid:10)0(cid:29)(cid:13)(cid:15): The Department of Molecular Biology, The Scripps Research (cid:18)(cid:2)(cid:31)(cid:8)(cid:12)(cid:28):VernaandMarrsMcLeanDepartmentofBiochemistryandMolecular Institute,LaJolla,CA92037,USA.[24.1] Biology,BaylorCollegeofMedicine,Houston,Texas77030,USA.[19.2] !(cid:2)(cid:3)(cid:2)(cid:10)(cid:19)(cid:15)(cid:26)(cid:16):TheHowardHughesMedicalInstituteandDepartmentofMolecular (cid:1)(cid:2)(cid:31)(cid:2)(cid:31)(cid:29)(cid:13)(cid:5):CambridgeCrystallographicDataCentre,12UnionRoad,Cambridge BiophysicsandBiochemistry,YaleUniversity,NewHaven,CT06511,USA. CB21EZ,England.[22.4] [18.2,25.2.3] (cid:25)(cid:2) (cid:11)(cid:2) (cid:31)(cid:29)(cid:6)(cid:6)(cid:29)(cid:13)(cid:13).: 1259 El Camino Real #184, Menlo Park, CA 94025, USA. 1(cid:2)(cid:24)(cid:2)(cid:10)(cid:13)(cid:13)(cid:5)(cid:6):CambridgeCrystallographicDataCentre,12UnionRoad,Cambridge [22.1.2] CB21EZ,England.[22.4,24.3] ((cid:2)(cid:3)(cid:2)(cid:31)(cid:29)2(cid:7)(cid:15)(cid:6):DepartmentofChemistry,UniversityofYork,YorkYO15DD, (cid:17)(cid:2)(cid:18)(cid:2)(cid:10)(cid:4)(cid:6)(cid:19)(cid:7):LaboratoryofMolecularBiology,MedicalResearchCouncil,Hills England.[15.1,25.2.2] Road,CambridgeCB22QH,England.[6.1] (cid:3)(cid:2)(cid:18)(cid:2) (cid:1)(cid:2) (cid:31)(cid:4)(cid:28)(cid:12)$(cid:23)(cid:16)(cid:8)(cid:15)(cid:6)(cid:23): Chemistry Department, UMIST,Manchester M601QD, (cid:20)(cid:2) (cid:10)(cid:4)(cid:6)(cid:29)(cid:13)(cid:19): Biomolecular Crystallography Laboratory, Center for Advanced England.††[18.5] Biotechnology and Medicine & Rutgers University, 679 Hoes Lane, Piscat- -(cid:2) (cid:25)(cid:2) (cid:3)(cid:15)(cid:19)(cid:15)(cid:4)(cid:13)(cid:15)(cid:7): Department of Medicinal Chemistry and Molecular Pharma- away,NJ08854-5638,USA.[1.1,1.4.1,13.4,25.1] cology,PurdueUniversity,WestLafayette,Indiana47907-1333,USA.[20.2] (cid:20)(cid:2)(cid:21)(cid:2)(cid:22)(cid:15)(cid:23)(cid:5)(cid:4):SchoolofBiologicalSciences,UniversityofAuckland,PrivateBag (cid:17)(cid:2)(cid:3)(cid:15)(cid:16):Unite´deConformationdeMacromole´culesBiologiques,Universite´Libre 92-109,Auckland,NewZealand.[22.2] de Bruxelles, avenue F. D. Roosevelt 50, CP160/16, B-1050 Bruxelles, (cid:27)(cid:2)’(cid:2)(cid:22)(cid:15)(cid:23)(cid:5)(cid:4):DepartmentofBiologicalSciences,PurdueUniversity,WestLafay- Belgium.[21.2] ette,Indiana47907-1392,USA.[19.6] 4(cid:2)(cid:3)(cid:15)(cid:28)(cid:7)(cid:5)(cid:4):NationalCancerInstitute,BrookhavenNationalLaboratory,Building (cid:31)(cid:2) %(cid:2) "(cid:15)(cid:6) (cid:22)(cid:5)(cid:5)(cid:23): Department of Biological Sciences, Purdue University, West 725A-X9,Upton,NY11973,USA.[9.1,18.4] Lafayette,IN47907-1392,USA.‡[11.5] (cid:3)(cid:2) (cid:2)(cid:3)(cid:15)"(cid:12)(cid:5)(cid:16):LaboratoryofMolecularBiology,NationalInstituteofDiabetesand (cid:1)(cid:2) (cid:22)(cid:5)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:19)*(cid:5)(cid:6): Biophysics Group, Mail Stop D454, Los Alamos National DigestiveandKidneyDiseases,NationalInstitutesofHealth,Bethesda,MD Laboratory,LosAlamos,NM87545,USA.[14.2.2] 20892-0560,USA.[4.3] (cid:24)(cid:2) (cid:25)(cid:2) (cid:22)(cid:5)(cid:4)(cid:26)(cid:15)(cid:6): The Nucleic Acid Database Project, Department of Chemistry, (cid:18)(cid:2)(cid:11)(cid:2)(cid:3)(cid:5)(cid:11)(cid:15)(cid:6)(cid:29):GraduateGroupinBiophysics,Box0448,UniversityofCalifornia, RutgersUniversity,610TaylorRoad,Piscataway,NJ08854-8077,USA.[21.2, SanFrancisco,CA94143,USA.[25.2.3] 24.2,24.5] (cid:2) (cid:20)(cid:2) (cid:3)(cid:12)$(cid:23)(cid:5)(cid:4)(cid:16)(cid:29)(cid:6): Molecular Biology Institute, University of California, Los (cid:27)(cid:2) (cid:21)(cid:2) (cid:22)(cid:8)(cid:15)(cid:7): National Institute of Standards and Technology, Biotechnology Angeles,LosAngeles,CA90095-1570,USA.[23.3] Division,100BureauDrive,Gaithersburg,MD20899,USA.[24.5] (cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:12)(cid:6)(cid:30):BiomolecularCrystallographyLaboratory,CABM&RutgersUniversity, (cid:31)(cid:2)(cid:31)(cid:2)1(cid:2)(cid:22)(cid:13)(cid:15)(cid:23)(cid:5):DavyFaradayResearchLaboratory,TheRoyalInstitution,London 679HoesLane,Piscataway,NJ08854-5638,USA,andInstituteofBiochem- W1X4BS,England.§[26.1] istry and Cell Biology, Chinese Academy of Sciences, Yue-Yang Road, (cid:3)(cid:2)(cid:25)(cid:2)(cid:22)(cid:13)(cid:29)2:BiophysicsGroup,BlackettLaboratory,ImperialCollegeofScience, Shanghai200031,People’sRepublicofChina.[25.1] Technology&Medicine,LondonSW72BW,England.[13.1] (cid:1)(cid:2) (cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:7)(cid:8): Laboratory of Biophysical Chemistry, University of Groningen, (cid:27)(cid:2)(cid:11)(cid:2)(cid:22)(cid:13)(cid:28)(cid:6)(cid:19)(cid:5)(cid:13)(cid:13):DepartmentofBiochemistry,UniversityofCambridge,80Tennis Nijenborgh4,9747AGGroningen,TheNetherlands.[2.1] CourtRoad,CambridgeCB21GA,England.[12.1] 5(cid:2)(cid:3).(cid:26):UCLA–DOELaboratoryofStructuralBiologyandMolecularMedicine, (cid:2) (cid:22)(cid:29)(cid:13)(cid:29)(cid:7)(cid:29)"(cid:16)(cid:23).: Department of Biological Sciences, Purdue University, West UCLA,Box951570,LosAngeles,CA90095-1570,USA.[21.3] Lafayette,IN47907-1392,USA.(cid:1)[11.5] (cid:20)(cid:2)1(cid:2)(cid:20)(cid:12)(cid:23)(cid:5)(cid:6)0(cid:5)(cid:4)(cid:4).:SwissLightSource,PaulScherrerInstitut,5232VilligenPSI, !(cid:2)(cid:20)(cid:2)(cid:22)(cid:29)(cid:28)(cid:4)(cid:6)(cid:5):DepartmentofPharmacology,UniversityofCalifornia,SanDiego, Switzerland.[7.1,7.2] 9500GilmanDrive,LaJolla,CA92093-0537,USA.[24.5] (cid:3)(cid:2) (cid:20)(cid:12)(cid:16)(cid:5)(cid:6)0(cid:5)(cid:4)(cid:30): UCLA–DOE Laboratory of Structural Biology and Molecular %(cid:2) (cid:22)(cid:4)(cid:12)$(cid:29)(cid:30)(cid:6)(cid:5): Laboratory of Molecular Biology, Medical Research Council, Medicine, Department of Chemistry & Biochemistry, Molecular Biology CambridgeCB22QH,England.[16.2] InstituteandDepartmentofBiologicalChemistry,UCLA,LosAngeles,CA (cid:10)(cid:2)(cid:27)(cid:2)(cid:22)(cid:4)(cid:28)(cid:6)(cid:30)(cid:5)(cid:4):HowardHughesMedicalInstitute,andDepartmentsofMolecular 90095-1570,USA.[21.3] andCellularPhysiology,NeurologyandNeurologicalSciences,andStanford (cid:3)(cid:2)(cid:25)(cid:2)(cid:20)(cid:6)(cid:30)(cid:5)(cid:13)(cid:26)(cid:15)(cid:6):DepartmentofMolecularBiophysicsandBiochemistry,Yale SynchrotronRadiationLaboratory(SSRL),StanfordUniversity,1201Welch University,NewHaven,CT06520,USA.[19.4] Road,MSLSP210,Stanford,CA94305,USA.[18.2,25.2.3] (cid:2) (cid:10)(cid:2) (cid:20)(cid:6)(cid:30)(cid:8): Pharmaceutical Research, Roche Diagnostics GmbH, Max Planck (cid:10)(cid:2) (cid:22)(cid:28)(cid:4)(cid:30)(cid:5)(cid:16)(cid:16) (cid:24)(cid:12)$(cid:23)(cid:26)(cid:15)(cid:6): Laboratory of Molecular Biology, National Institute of Institutfu¨rBiochemie,82152Martinsried,Germany.[18.3] Diabetes and Digestive and Kidney Diseases, National Institutes of Health, Bethesda,MD20892-0560,USA.[4.3] 4(cid:2)1(cid:5)(cid:6)(cid:30):TheNucleicAcidDatabaseProject,DepartmentofChemistry,Rutgers University,610TaylorRoad,Piscataway,NJ08854-8077,USA.[24.2,24.5] (cid:24)(cid:2)(cid:11)(cid:2)(cid:31)(cid:15)(cid:4)(cid:4)(cid:5)(cid:13)(cid:13):TheInstituteforCancerResearch,TheFoxChaseCancerCenter, Philadelphia,PA19111,USA.[5.1] (cid:2)(cid:24)(cid:2)1(cid:5)(cid:6)(cid:6):DavyFaradayResearchLaboratory,TheRoyalInstitution,London W1X4BS,England.‡‡[26.1] (cid:3)(cid:2)(cid:31)(cid:15)(cid:4)"(cid:12)(cid:6):BiomolecularModellingLaboratory,ImperialCancerResearchFund, 44Lincoln’sInnField,LondonWC2A3PX,England.[12.1] (cid:18)(cid:2) 1(cid:28)(cid:4)(cid:5).: Biocrystallography Laboratory, VA Medical Center, POBox 12055, (cid:2) (cid:31)(cid:8)(cid:15)(cid:6)(cid:19)(cid:4)(cid:15)(cid:16)(cid:5)(cid:23)(cid:15)(cid:4)(cid:15)(cid:6): Whistler Center for Carbohydrate Research, Purdue UniversityDriveC,Pittsburgh,PA15240,USA,andDepartmentofPharma- cology, University of Pittsburgh School of Medicine, 1340 BSTWR, Pitts- University,WestLafayette,IN47907,USA.[19.5] burgh,PA15261,USA.[25.2.1] (cid:25)(cid:2)’(cid:2)(cid:31)(cid:8)(cid:15)3(cid:26)(cid:15)(cid:6):DepartmentofChemistry&InstituteofMolecularBiophysics, (cid:25)(cid:2)%(cid:5)(cid:4)(cid:16)(cid:7)(cid:5)(cid:12)(cid:6):DepartmentofMolecularBiophysics&Biochemistry,266Whitney FloridaStateUniversity,Tallahassee,FL32306-4380,USA.[22.1.2] Avenue, Yale University, PO Box 208114, New Haven, CT 06520, USA. [22.1.1] †Deceased. ‡Presentaddress:RJLeeInstruments,515PleasantValleyRoad,Trafford,PA (cid:2)%(cid:12)(cid:5)(cid:30)(cid:5)&:Unite´PropredeRechercheduCNRS,InstitutdeBiologieMole´culaireet 15085,USA. Cellulaire,15rueRene´Descartes,F-67084StrasbourgCEDEX,France.[4.1] §Present address: Kent House, 19 The Warren, Cromer, Norfolk NR27 0AR, England. ††Presentaddress:105MossLane,AlderleyEdge,CheshireSK97HW,England. (cid:1)Presentaddress:PhilipsAnalyticalInc.,12MichiganDrive,Natick,MA01760, ‡‡Presentaddress:2SecondAvenue,Denvilles,Havant,HampshirePO92QP, USA. England. vi %(cid:2)(cid:11)(cid:2)%(cid:12)(cid:13)(cid:13)(cid:12)(cid:13)(cid:15)(cid:6)(cid:19):CenterforAdvancedResearchinBiotechnologyoftheMaryland -(cid:2) ’(cid:2) (cid:11)(cid:15)(cid:26)*(cid:12)(cid:6): European Molecular Biology Laboratory (EMBL), Hamburg BiotechnologyInstituteandNationalInstituteofStandardsandTechnology, Outstation,c/oDESY,Notkestr.85,22603Hamburg,Germany.[25.2.5] 9600GudelskyDr.,Rockville,MD20850,USA.[24.4,24.5] (cid:2)(cid:10)(cid:2)(cid:11)(cid:15)(cid:16)(cid:23)(cid:29)2(cid:16)(cid:23)(cid:12):DepartmentofCrystallography,BirkbeckCollege,Universityof (cid:1)(cid:2)!(cid:2)%(cid:13)(cid:28)(cid:16)(cid:23)(cid:5)(cid:4):TheInstituteforCancerResearch,TheFoxChaseCancerCenter, London,MaletStreet,LondonWC1E7HX,England.[25.2.6] Philadelphia,PA19111,USA.[5.1] (cid:10)(cid:2)%(cid:2)(cid:18)(cid:2)(cid:11)(cid:5)(cid:16)(cid:13)(cid:12)(cid:5):MRCLaboratoryofMolecularBiology,HillsRoad,Cambridge !(cid:2) %(cid:4)(cid:29)(cid:16): Crystal and Structural Chemistry, Bijvoet Center for Biomolecular CB22QH,England.[11.2] Research,UtrechtUniversity,Padualaan8,3584CHUtrecht,TheNetherlands. (cid:3)(cid:2)(cid:11)(cid:12)(cid:6):BiologyDepartment,Bldg463,BrookhavenNationalLaboratory,Upton, [25.2.3] NY11973-5000,USA.[24.1] (cid:2)(cid:18)(cid:2)%(cid:4)(cid:29)(cid:16)(cid:16)(cid:5))((cid:28)(cid:6)(cid:16)(cid:7)(cid:13)(cid:5)"(cid:5):TheHowardHughesMedicalInstituteandDepartment (cid:25)(cid:2)(cid:18)(cid:2)(cid:25)(cid:15)$(cid:10)(cid:4)(cid:7)(cid:8)(cid:28)(cid:4):BiochemistryandMolecularBiologyDepartment,University ofMolecularBiophysicsandBiochemistry,YaleUniversity,NewHaven,CT CollegeLondon,GowerStreet,LondonWC1E6BT,England.[25.2.6] 06511,USA.[25.2.3] ’(cid:2)(cid:25)(cid:2)%(cid:4)(cid:28)(cid:6)(cid:5)(cid:4):DepartmentofPhysics,162ClarkHall,CornellUniversity,Ithaca, (cid:10)(cid:2)(cid:25)$!(cid:8)(cid:5)(cid:4)(cid:16)(cid:29)(cid:6):DepartmentofMolecularBiology&Biochemistry,Universityof CaliforniaatIrvine,Irvine,CA92717,USA.[4.1] NY14853-2501,USA.[7.1,7.2] (cid:18)(cid:2) 1(cid:2) "(cid:15)(cid:6) %(cid:28)(cid:6)(cid:16)(cid:7)(cid:5)(cid:4)(cid:5)(cid:6): Laboratory of Physical Chemistry, ETH-Zentrum, 8092 !(cid:2)(cid:25)(cid:15)(cid:12)(cid:6):DepartmentofPhysics,UniversityofYork,YorkYO15DD,England. Zu¨rich,Switzerland.[20.1] [15.1,25.2.2] (cid:24)(cid:2)(cid:10)(cid:2)(cid:24)(cid:15)(cid:28)3(cid:7)(cid:26)(cid:15)(cid:6):Hauptman–WoodwardMedicalResearchInstitute,Inc.,73High %(cid:2)(cid:10)(cid:2)(cid:25)(cid:15)(cid:12)(cid:4):DavyFaradayResearchLaboratory,TheRoyalInstitution,London Street,Buffalo,NY14203-1196,USA.[16.1] W1X4BS,England.§ [26.1] (cid:1)(cid:2) (cid:2)(cid:24)(cid:5)(cid:13)(cid:13)(cid:12)2(cid:5)(cid:13)(cid:13):DepartmentofChemistry,UniversityofManchester,M139PL, (cid:21)(cid:2)5(cid:2)(cid:25)(cid:15)(cid:6)(cid:6)(cid:12)(cid:6)(cid:30):BiologyDepartment,Bldg463,BrookhavenNationalLaboratory, England.[8.1] Upton,NY11973-5000,USA.[24.1] (cid:2) (cid:24)(cid:5)(cid:6)(cid:19)(cid:5)(cid:4)(cid:16)(cid:29)(cid:6): Medical Research Council, Laboratory of Molecular Biology, (cid:22)(cid:2)(cid:18)(cid:2)(cid:25)(cid:15)(cid:7)(cid:7)(cid:8)(cid:5)2(cid:16):InstituteofMolecularBiology,HowardHughesMedicalInsti- HillsRoad,CambridgeCB22QH,England.[19.6] tute and Department of Physics, University of Oregon, Eugene, OR 97403, (cid:18)(cid:2) (cid:10)(cid:2) (cid:24)(cid:5)(cid:6)(cid:19)(cid:4)(cid:12)$(cid:23)(cid:16)(cid:29)(cid:6): Department of Biochemistry, College of Physicians & USA.[14.1] Surgeons of Columbia University, 630 West 168th Street, New York, NY (cid:31)(cid:2)(cid:25)(cid:15)(cid:7)(cid:7)(cid:29)(cid:16):DepartmentofMolecularandStructuralBiochemistry,NorthCarolina 10032,USA.[14.2.1] StateUniversity,128PolkHall,Raleigh,NC02795,USA.[23.4] (cid:10)(cid:2)(cid:20)(cid:2)(cid:24)(cid:29)(cid:19)(cid:5)(cid:13):DepartmentofBiochemistry,EmoryUniversitySchoolofMedicine, (cid:24)(cid:2) (cid:25)(cid:12)$(cid:8)(cid:5)(cid:13): Max-Planck-Institut fu¨r Biophysik, Heinrich-Hoffmann-Strasse 7, Atlanta,GA30322,USA.[23.2] D-60528Frankfurt/Main,Germany.[4.2] (cid:18)(cid:2)%(cid:2)(cid:1)(cid:2)(cid:24)(cid:29)(cid:13):BiomolecularStructureCenter,DepartmentofBiologicalStructure, (cid:2)(cid:25)(cid:12)(cid:13)(cid:13)(cid:5)(cid:4):Hauptman–WoodwardMedicalResearchInstitute,Inc.,73HighStreet, Howard Hughes Medical Institute, University of Washington, Seattle, WA Buffalo,NY14203-1196,USA.[16.1] 98195-7742,USA.[1.3] (cid:18)(cid:2)(cid:25)(cid:12)(cid:6)(cid:29)(cid:4):DepartmentofMolecularPhysiologyandBiologicalPhysics,Univer- (cid:11)(cid:2)(cid:24)(cid:29)(cid:13)(cid:26):EMBL–EBI,CambridgeCB101SD,England.[23.1.2] sityofVirginia,1300JeffersonParkAvenue,Charlottesville,VA22908,USA. (cid:24)(cid:2)(cid:24)(cid:29)3(cid:5):DepartmentofChemistry,UniversityofCalifornia,Davis,OneShields [11.4] Ave,Davis,CA95616-5295,USA.[10.1] ((cid:2)(cid:25)(cid:29)##(cid:15)(cid:7):DepartmentofBiochemistryandMolecularBiology,TheCenterfor -(cid:2)(cid:1)(cid:2)(cid:24)(cid:29).:CambridgeCrystallographicDataCentre,12UnionRoad,Cambridge AdvancedRadiationSources,andTheInstituteforBiophysicalDynamics,The CB21EZ,England.[24.3] UniversityofChicago,Chicago,Illinois60637,USA.[8.2] (cid:2) (cid:24)(cid:28)0(cid:5)(cid:4): Max-Planck-Institut fu¨r Biochemie, 82152 Martinsried, Germany. !(cid:2) (cid:22)(cid:2) (cid:25)(cid:29)(cid:29)(cid:4)(cid:5): Departments of Chemistry and Molecular Biophysics and [12.2,18.3] Biochemistry,YaleUniversity,NewHaven,CT06520,USA.[19.4] ’(cid:2)(cid:24)(cid:2)(cid:24)(cid:28)(cid:30)(cid:8)(cid:5)(cid:16):NationalCancerInstitute,FrederickCancerR&DCenter,Frederick, %(cid:2) (cid:21)(cid:2) (cid:25)(cid:28)(cid:4)(cid:16)(cid:8)(cid:28)(cid:19)(cid:29)": Structural Biology Laboratory, Department of Chemistry, MD21702-1201,USA.[3.1] University of York, York YO10 5DD, England, and CLRC, Daresbury ’(cid:2)(cid:10)(cid:2),(cid:16)(cid:13)(cid:15)(cid:26):InstituteofCancerResearch,44Lincoln’sInnFields,LondonWC2A Laboratory,Daresbury,Warrington,WA44AD,England.[18.4] 3PX,England.[12.1] (cid:1)(cid:2) (cid:21)(cid:15)"(cid:15)*(cid:15): Laboratoire de Ge´ne´tique des Virus, CNRS-GIF, 1. Avenue de la (cid:1)(cid:2))’(cid:2) (cid:1)(cid:12)(cid:15)(cid:6)(cid:30): Biology Department, Bldg 463, Brookhaven National Laboratory, Terrasse,91198Gif-sur-Yvette,France.[13.2] Upton,NY11973-5000,USA.[24.1,25.2.3] (cid:10)(cid:2) (cid:31)(cid:2) (cid:27)(cid:2) (cid:21)(cid:29)(cid:4)(cid:7)(cid:8): Davy Faraday Research Laboratory, The Royal Institution, (cid:1)(cid:2)(cid:20)(cid:2)(cid:1)(cid:29)(cid:8)(cid:6)(cid:16)(cid:29)(cid:6):DepartmentofMolecularBiology,TheScrippsResearchInstitute, LondonW1X4BS,England.(cid:1)[26.1] 10550N.TorreyPinesRoad,LaJolla,California92037,USA.[19.3] (cid:1)(cid:2)(cid:18)(cid:2)(cid:24)(cid:2)5(cid:13)(cid:19)(cid:8)(cid:15)(cid:26)(cid:2)+678(cid:2)9: (cid:11)(cid:2)(cid:21)(cid:2)(cid:1)(cid:29)(cid:8)(cid:6)(cid:16)(cid:29)(cid:6):DavyFaradayResearchLaboratory,TheRoyalInstitution,London (cid:10)(cid:2)(cid:1)(cid:2)5(cid:13)(cid:16)(cid:29)(cid:6):TheScrippsResearchInstitute,LaJolla,CA92037,USA.[17.2] W1X4BS,England.‡[26.1] (cid:31)(cid:2) 5(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:30)(cid:29): Biomolecular Structure and Modelling Unit, Department of (cid:27)(cid:2) (cid:10)(cid:2) (cid:1)(cid:29)(cid:6)(cid:5)(cid:16): Department of Cell and Molecular Biology, Uppsala University, Biochemistry and Molecular Biology, University College, Gower Street, BiomedicalCentre,Box596,SE-75124Uppsala,Sweden.[17.1] LondonWC1E6BT,England.[23.1.1] (cid:18)(cid:2) ((cid:15)0(cid:16)$(cid:8): Max-Planck-Institut fu¨r medizinische Forschung, Abteilung 4(cid:2)5(cid:7)2(cid:12)(cid:6)(cid:29)2(cid:16)(cid:23)(cid:12): UTSouthwesternMedical Center at Dallas,5323HarryHines Biophysik,Jahnstrasse29,69120Heidelberg,Germany.[11.3,25.2.9] Boulevard,Dallas,TX75390-9038,USA.[11.4] (cid:25)(cid:2) ((cid:14)(cid:5)(cid:13)(cid:19)(cid:30)(cid:15)(cid:15)(cid:4)(cid:19): Institute of Molecular and Structural Biology, University of (cid:21)(cid:2) ’(cid:2) !(cid:15)(cid:6)(cid:6)(cid:28): Department of Mathematical Sciences, University of Alberta, Aarhus,GustavWiedsVej10c,DK-8000AarhusC,Denmark.[17.1] Edmonton,Alberta,CanadaT6G2G1.[25.2.3] %(cid:2)(cid:1)(cid:2)((cid:13)(cid:5).2(cid:5)(cid:30)(cid:7):DepartmentofCellandMolecularBiology,UppsalaUniversity, (cid:10)(cid:2) !(cid:5)(cid:4)(cid:4)(cid:15)(cid:23)(cid:12)(cid:16): European Molecular Biology Laboratory (EMBL), Grenoble BiomedicalCentre,Box596,SE-75124Uppsala,Sweden.[17.1,21.1] Outstation,c/oILL,AvenuedesMartyrs,BP156,38042GrenobleCEDEX9, (cid:2)((cid:6)(cid:29)(cid:7)(cid:7):SmallAngleScatteringFacility,AustralianNuclearScience&Tech- France.[25.2.5] nologyOrganisation,PhysicsDivision,PMB1MenaiNSW2234,Australia. (cid:3)(cid:2)(cid:31)(cid:2)!(cid:8)(cid:12)(cid:13)(cid:13)(cid:12)3(cid:16)(cid:2)+678(cid:2)9: [6.2] (cid:3)(cid:2)1(cid:2)((cid:29)(cid:5)(cid:6)(cid:12)(cid:30):DavyFaradayResearchLaboratory,TheRoyalInstitution,London (cid:2)(cid:1)(cid:2)!(cid:29)(cid:13)(cid:14)(cid:15)(cid:23):DavyFaradayResearchLaboratory,TheRoyalInstitution,London W1X4BS,England.††[26.1] W1X4BS,England.§[26.1] (cid:10)(cid:2) (cid:10)(cid:2) ((cid:29)(cid:16)(cid:16)(cid:12)(cid:15)(cid:23)(cid:29)##: Department of Biochemistry and Molecular Biology, CLSC (cid:1)(cid:2) !(cid:29)(cid:6)(cid:7)(cid:12)(cid:28)(cid:16): Unite´ de Conformation de Macromole´cules Biologiques, Universite´ 161A,UniversityofChicago,Chicago,IL60637,USA.[19.1] LibredeBruxelles,avenueF.D.Roosevelt50,CP160/16,B-1050Bruxelles, Belgium.[21.2] !(cid:2) (cid:1)(cid:2) ((cid:4)(cid:15)(cid:28)(cid:13)(cid:12)(cid:16): Stockholm Bioinformatics Center, Department of Biochemistry, StockholmUniversity,SE-10691Stockholm,Sweden.[25.2.7] (cid:31)(cid:2) (cid:22)(cid:2) !(cid:29)(cid:16)(cid:7): Department of Medicinal Chemistry and Molecular Pharmacology, PurdueUniversity,WestLafayette,Indiana47907-1333,USA.[20.2] (cid:1)(cid:2)(cid:20)(cid:2)(cid:11)(cid:15)(cid:19)(cid:6)(cid:5)(cid:4):CenterforAdvancedResearchinBiotechnologyoftheMaryland BiotechnologyInstituteandNationalInstituteofStandardsandTechnology, (cid:1)(cid:2)!(cid:4)(cid:12)(cid:13)(cid:28)(cid:16)(cid:23).:BioinformaticsUnit,WeizmannInstituteofScience,Rehovot76100, 9600GudelskyDr.,Rockville,MD20850,USA.[24.4] Israel.[24.1] (cid:1)Presentaddress:ProspectHouse,27BrearyLane,Bramhope,LeedsLS169AD, ‡Presentaddress:LaboratoryofMolecularBiophysics,RexRichardsBuilding, England. SouthParksRoad,OxfordOX13QU,England. †Deceased. §Presentaddressunknown. ††Presentaddress:CARB,9600GudelskyDrive,Rockville,MD20850,USA. vii 1(cid:2)(cid:10)(cid:2);(cid:28)(cid:12)(cid:29)$(cid:8)(cid:29):HowardHughesMedicalInstituteandDepartmentofBiochem- (cid:25)(cid:2)(cid:18)(cid:2)(cid:27)(cid:15)(cid:7)(cid:5):DepartmentofPhysics,162ClarkHall,CornellUniversity,Ithaca,NY istry, Baylor College of Medicine, One Baylor Plaza, Houston, TX 77030, 14853-2501,USA.[7.1,7.2] USA.[23.2] (cid:11)(cid:2)1(cid:2)(cid:27)(cid:5)(cid:6)(cid:20).$(cid:23):SanDiegoSupercomputerCenter0505,UniversityofCaliforniaat (cid:2) (cid:1)(cid:2) (cid:5)(cid:15)(cid:19): Department of Haematology, University of Cambridge, Wellcome SanDiego,9500GilmanDrive,LaJolla,CA92093-0505,USA.[18.1,25.2.4] TrustCentreforMolecularMechanismsinDisease,CIMR,WellcomeTrust/ (cid:27)(cid:2)(cid:31)(cid:2)(cid:27)(cid:5)(cid:4)2(cid:12)(cid:13)(cid:13)(cid:12)(cid:30)(cid:5)(cid:4):BioscienceDivision,MailStopM888,LosAlamosNational MRCBuilding,HillsRoad,CambridgeCB22XY,England.[15.2,25.2.3] Laboratory,LosAlamos,NM87545,USA.[14.2.2] (cid:11)(cid:2) (cid:25)(cid:2) (cid:12)$(cid:5): Department of Molecular Biophysics and Biochemistry, Yale (cid:1)(cid:2) (cid:25)(cid:2) (cid:27)(cid:8)(cid:29)(cid:4)(cid:6)(cid:7)(cid:29)(cid:6): Biochemistry and Molecular Biology Department, University University,NewHaven,CT06511,USA.[18.2,25.2.3] CollegeLondon,GowerStreet,LondonWC1E6BT,England,andDepartment 1(cid:2) (cid:25)(cid:2) (cid:12)$(cid:8)(cid:15)(cid:4)(cid:19)(cid:16): Department of Molecular Biophysics & Biochemistry, 266 of Crystallography, Birkbeck College, University of London, Malet Street, WhitneyAvenue,YaleUniversity,POBox208114,NewHaven,CT06520, LondonWC1E7HX,England.[23.1.1,25.2.6] USA.[22.1.1] (cid:11)(cid:2)(cid:27)(cid:29)(cid:6)(cid:30):DepartmentofBiologicalSciences,ColumbiaUniversity,NewYork,NY (cid:3)(cid:2)(cid:31)(cid:2) (cid:12)$(cid:8)(cid:15)(cid:4)(cid:19)(cid:16)(cid:29)(cid:6):DepartmentofBiochemistry,DukeUniversityMedicalCenter, 10027,USA.[13.3] Durham,NC27710-3711,USA.[25.2.8] (cid:3)(cid:2)(cid:20)(cid:2)(cid:27)(cid:4)(cid:29)(cid:6)(cid:4)(cid:28)(cid:19):HowardHughesMedicalInstitute,InstituteofMolecularBiology, (cid:1)(cid:2)’(cid:2) (cid:12)$(cid:8)(cid:15)(cid:4)(cid:19)(cid:16)(cid:29)(cid:6):DepartmentofBiochemistry,DukeUniversityMedicalCenter, 1229UniversityofOregon,Eugene,OR97403-1229,USA.[25.2.4] Durham,NC27710-3711,USA.[25.2.8] (cid:24)(cid:2)(cid:27)(cid:16)(cid:28)(cid:4)(cid:28)(cid:7)(cid:15):SSRL/SLAC&DepartmentofChemistry,StanfordUniversity,PO (cid:1)(cid:2) (cid:12)$(cid:8)(cid:5)(cid:13)(cid:13)(cid:5):Unite´deConformationdeMacromole´culesBiologiques,Universite´ Box4349,MS69,Stanford,California94309-0210,USA.[19.3] LibredeBruxelles,avenueF.D.Roosevelt50,CP160/16,B-1050Bruxelles, (cid:25)(cid:2) (cid:27)(cid:28)(cid:6)(cid:30): Center for Advanced Research in Biotechnology of the Maryland Belgium.[21.2] BiotechnologyInstituteandNationalInstituteofStandardsandTechnology, (cid:3)(cid:2) (cid:12)(cid:6)(cid:30)(cid:5):RosenstielBasicMedicalSciencesResearchCenter,BrandeisUniver- 9600GudelskyDr.,Rockville,MD20850,USA.[24.4] sity,415SouthSt,Waltham,MA02254,USA.[23.4] ,(cid:2)(cid:17)(cid:16)(cid:29)&(cid:6):Institutfu¨rAnorganischChemie,Universita¨tGo¨ttingen,Tammannstrasse (cid:3)(cid:2)(cid:18)(cid:2) (cid:29)(cid:19)(cid:30)(cid:5)(cid:4)(cid:16):DepartmentofBiochemistry,ChandlerMedicalCenter,Univer- 4,D-37077Go¨ttingen,Germany.[16.1] sityofKentucky,800RoseStreet,Lexington,KY40536-0298,USA.[10.2] (cid:10)(cid:2)(cid:10)(cid:2)-(cid:15)(cid:30)(cid:12)(cid:6):Unite´deConformationdeMacromole´culesBiologiques,Universite´ (cid:25)(cid:2) %(cid:2) (cid:29)(cid:16)(cid:16)(cid:26)(cid:15)(cid:6)(cid:6): Department of Biological Sciences, Purdue University, West LibredeBruxelles,avenueF.D.Roosevelt50,CP160/16,B-1050Bruxelles, Lafayette,IN47907-1392,USA.[1.1,1.2,1.4.2,11.1,11.5,13.4] Belgium.[21.2] (cid:31)(cid:2)’(cid:15)(cid:6)(cid:19)(cid:5)(cid:4):MITCenterforGenomeResearch,OneKendallSquare,Cambridge, (cid:25)(cid:2) (cid:11)(cid:2) -(cid:5)(cid:4)(cid:19)(cid:29)(cid:6)(cid:23): Cambridge Crystallographic Data Centre, 12 Union Road, MA02139,USA.[23.1.2] CambridgeCB21EZ,England.[22.4] -(cid:2) (cid:2)’(cid:15)(cid:4)(cid:26)(cid:15):DavyFaradayResearchLaboratory,TheRoyalInstitution,London (cid:31)(cid:2)(cid:11)(cid:2)(cid:25)(cid:2)(cid:1)(cid:2)-(cid:5)(cid:4)(cid:13)(cid:12)(cid:6)(cid:19)(cid:5):BiomolecularStructureCenter,DepartmentofBiological W1X4BS,England.‡[26.1] Structure, Howard Hughes Medical Institute, University of Washington, (cid:22)(cid:2) ’$(cid:8)(cid:6)(cid:5)(cid:12)(cid:19)(cid:5)(cid:4): The Nucleic Acid Database Project, Department of Chemistry, Seattle,WA98195-7742,USA.[1.3] RutgersUniversity,610TaylorRoad,Piscataway,NJ08854-8077,USA.[24.2] (cid:31)(cid:2)(cid:10)(cid:2)-(cid:5)(cid:4)(cid:6)(cid:29)(cid:6)(cid:2)+678(cid:2)9: (cid:22)(cid:2) !(cid:2) ’$(cid:8)(cid:29)(cid:5)(cid:6)0(cid:29)(cid:4)(cid:6): Life Sciences Division M888, University of California, Los ((cid:2)(cid:3)(cid:2)(cid:18)(cid:15)(cid:7)(cid:5)(cid:6)3(cid:15)(cid:28)(cid:30)(cid:8):Structural,AnalyticalandMedicinalChemistry,Pharmacia& AlamosNationalLaboratory,LosAlamos,NM8745,USA.[6.2] Upjohn,Inc.,Kalamazoo,MI49001-0119,USA.[18.1] ((cid:2)(cid:10)(cid:2)’(cid:8)(cid:15)(cid:4)3:E.R.JohnsonResearchFoundation,DepartmentofBiochemistryand (cid:31)(cid:2) (cid:25)(cid:2) (cid:18)(cid:5)(cid:5)(cid:23)(cid:16): Hauptman–Woodward Medical Research Institute, Inc., 73 High Biophysics,UniversityofPennsylvania,Philadelphia,PA19104-6059,USA. Street,Buffalo,NY14203-1196,USA.[16.1] [22.3] (cid:24)(cid:2)(cid:18)(cid:5)(cid:12)(cid:16)(cid:16)(cid:12)(cid:30):SanDiegoSupercomputerCenter,UniversityofCalifornia,SanDiego, %(cid:2) (cid:25)(cid:2) ’(cid:8)(cid:5)(cid:13)(cid:19)(cid:4)(cid:12)$(cid:23): Lehrstuhl fu¨r Strukturchemie, Universita¨t Go¨ttingen, 9500GilmanDrive,LaJolla,CA92093-0537,USA.[24.5] Tammannstrasse4,D-37077Go¨ttingen,Germany.[16.1,25.2.10] (cid:20)(cid:2)(cid:25)(cid:2)(cid:18)(cid:5)(cid:16)(cid:7)0(cid:4)(cid:29)(cid:29)(cid:23):MolecularBiologyConsortium,Argonne,Illinois60439,USA. ,(cid:2)(cid:21)(cid:2)’(cid:8)(cid:12)(cid:6)(cid:19).(cid:15)(cid:13)(cid:29)":SanDiegoSupercomputerCenter,UniversityofCalifornia,San [5.2] Diego,9500GilmanDrive,LaJolla,CA92093-0537,USA.[24.5] (cid:1)(cid:2) (cid:18)(cid:5)(cid:16)(cid:7)0(cid:4)(cid:29)(cid:29)(cid:23): The Nucleic Acid Database Project, Department of Chemistry, (cid:27)(cid:2)’(cid:12)(cid:26)(cid:29)(cid:6)(cid:16)(cid:29)(cid:6):LaboratoiredeBiologieStructurale(CNRS),IGBMC,1rueLaurent RutgersUniversity,610TaylorRoad,Piscataway,NJ08854-8077,USA.[24.2, Fries,67404Illkirch(CUdeStrasbourg),France.[25.2.3] 24.5] (cid:1)(cid:2)(cid:11)(cid:2)’(cid:26)(cid:12)(cid:7)(cid:8):DepartmentofBiologicalSciences,PurdueUniversity,WestLafayette, ((cid:2)’(cid:2)(cid:18)(cid:12)(cid:13)(cid:16)(cid:29)(cid:6):StructuralBiologyLaboratory,DepartmentofChemistry,University IN47907-1392,USA.[14.2.1] ofYork,YorkYO105DD,England.[9.1,18.4.25.2.5] (cid:25)(cid:2)(cid:1)(cid:2)(cid:20)(cid:2)’(cid:7)(cid:5)(cid:4)(cid:6)0(cid:5)(cid:4)(cid:30):InstituteofCancerResearch,44Lincoln’sInnFields,London ’(cid:2)(cid:1)(cid:2)(cid:18)(cid:29)(cid:19)(cid:15)(cid:23):Unite´deConformationdeMacromole´culesBiologiques,Universite´ WC2A3PX,England.[12.1] LibredeBruxelles,avenueF.D.Roosevelt50,CP160/16,B-1050Bruxelles, (cid:10)(cid:2)(cid:25)(cid:2)’(cid:7)(cid:29)$(cid:23):CenterforAdvancedBiotechnologyandMedicine,HowardHughes Belgium, and EMBL–EBI, Wellcome Trust Genome Campus, Hinxton, CambridgeCB101SD,England.[21.2] MedicalInstituteandUniversityofMedicineandDentistryofNewJersey– RobertWoodJohnsonMedicalSchool,679HoesLane,Piscataway,NJ08854- ((cid:2) (cid:18)(cid:28)<(cid:7)(cid:8)(cid:4)(cid:12)$(cid:8): Institut fu¨r Molekularbiologie und Biophysik, Eidgeno¨ssische 5627,USA.[3.1] TechnischeHochschule-Ho¨nggerberg,CH-8093Zu¨rich,Switzerland.[19.7] (cid:17)(cid:2) ’(cid:7)(cid:29)$(cid:23)(cid:5)(cid:4): Laboratory of Physical Chemistry, ETH-Zentrum, 8092 Zu¨rich, (cid:27)(cid:2) 5(cid:2) /(cid:5)(cid:15)(cid:7)(cid:5)(cid:16): UCLA–DOE Laboratory of Structural Biology and Molecular Switzerland.[20.1] Medicine,DepartmentofChemistry&BiochemistryandMolecularBiology %(cid:2)’(cid:7)(cid:28)00(cid:16):Department ofMolecularBiology,VanderbiltUniversity,Nashville, Institute,UCLA,LosAngeles,CA90095-1569,USA.[21.3] TN37235,USA.[19.5] (cid:31)(cid:2) 4(cid:15)(cid:4)(cid:19)(cid:5)$(cid:23)(cid:12): The Nucleic Acid Database Project, Department of Chemistry, (cid:25)(cid:2) (cid:27)(cid:2) ’(cid:7)(cid:28)00(cid:16): Institut fu¨r Pharmazeutische Chemie der Philipps-Universita¨t RutgersUniversity,610TaylorRoad,Piscataway,NJ08854-8077,USA.[24.2] Marburg,MarbacherWeg6,D-35032Marburg,Germany.[12.2] ((cid:2) /(cid:2) (cid:1)(cid:2) 4(cid:8)(cid:15)(cid:6)(cid:30): Division of Basic Sciences, Fred Hutchinson Cancer Research (cid:1)(cid:2)(cid:11)(cid:2)’(cid:28)(cid:16)(cid:16)(cid:26)(cid:15)(cid:6):DepartmentofStructuralBiology,WeizmannInstituteofScience, Center,1100FairviewAveN.,Seattle,WA90109,USA.[15.1,25.2.2] Rehovot76100,Israel.[24.1] (cid:1)(cid:2))/(cid:2) 4(cid:29)(cid:28): Department of Cell and Molecular Biology, Uppsala University, BiomedicalCentre,Box596,SE-75124Uppsala,Sweden.[17.1] ‡Presentaddress:DepartmentofBiochemistry,StateUniversityofNewYorkat Stonybrook,Stonybrook,NY11794-5215,USA. †Deceased. viii Contents PAGE Preface=(cid:25)(cid:2)%(cid:2) (cid:29)(cid:16)(cid:16)(cid:26)(cid:15)(cid:6)(cid:6)(cid:15)(cid:6)(cid:19)(cid:20)(cid:2)(cid:10)(cid:4)(cid:6)(cid:29)(cid:13)(cid:19)> .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. xxiii PART 1. INTRODUCTION .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 1 1.1.Overview=(cid:20)(cid:2)(cid:10)(cid:4)(cid:6)(cid:29)(cid:13)(cid:19)(cid:15)(cid:6)(cid:19)(cid:25)(cid:2)%(cid:2) (cid:29)(cid:16)(cid:16)(cid:26)(cid:15)(cid:6)(cid:6)> .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 1 1.2.Historicalbackground=(cid:25)(cid:2)%(cid:2) (cid:29)(cid:16)(cid:16)(cid:26)(cid:15)(cid:6)(cid:6)> .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 4 1.2.1.Introduction .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 4 1.2.2.1912tothe1950s .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 4 1.2.3.Thefirstinvestigationsofbiologicalmacromolecules .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 5 1.2.4.Globularproteinsinthe1950s .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 5 1.2.5.Thefirstproteinstructures(1957tothe1970s) .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 7 1.2.6.Technologicaldevelopments(1958tothe1980s) .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 8 1.2.7.Meetings .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 9 1.3.Macromolecularcrystallographyandmedicine=(cid:18)(cid:2)%(cid:2)(cid:1)(cid:2)(cid:24)(cid:29)(cid:13)(cid:15)(cid:6)(cid:19)(cid:31)(cid:2)(cid:11)(cid:2)(cid:25)(cid:2)(cid:1)(cid:2)-(cid:5)(cid:4)(cid:13)(cid:12)(cid:6)(cid:19)(cid:5)> .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 10 1.3.1.Introduction .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 10 1.3.2.Crystallographyandmedicine .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 10 1.3.3.Crystallographyandgeneticdiseases .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 11 1.3.4.Crystallographyanddevelopmentofnovelpharmaceuticals .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 12 1.3.5.Vaccines,immunologyandcrystallography .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 24 1.3.6.Outlookanddreams .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 25 1.4.Perspectivesforthefuture .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 26 1.4.1.Gazingintothecrystalball=(cid:20)(cid:2)(cid:10)(cid:4)(cid:6)(cid:29)(cid:13)(cid:19)> .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 26 1.4.2.BriefcommentsonGazingintothecrystalball=(cid:25)(cid:2)%(cid:2) (cid:29)(cid:16)(cid:16)(cid:26)(cid:15)(cid:6)(cid:6)> .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 27 References .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 27 PART 2. BASIC CRYSTALLOGRAPHY .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 45 2.1.Introductiontobasiccrystallography=(cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:4)(cid:5)(cid:6)(cid:7)(cid:8)> .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 45 2.1.1.Crystals .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 45 2.1.2.Symmetry .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 46 2.1.3.Pointgroupsandcrystalsystems .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 47 2.1.4.Basicdiffractionphysics .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 52 2.1.5.ReciprocalspaceandtheEwaldsphere .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 57 2.1.6.Mosaicityandintegratedreflectionintensity .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 58 2.1.7.Calculationofelectrondensity .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 59 2.1.8.Symmetryinthediffractionpattern .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 60 2.1.9.ThePattersonfunction .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 61 References .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 62 PART 3. TECHNIQUES OF MOLECULAR BIOLOGY .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 65 3.1.PreparingrecombinantproteinsforX-raycrystallography=’(cid:2)(cid:24)(cid:2)(cid:24)(cid:28)(cid:30)(cid:8)(cid:5)(cid:16)(cid:15)(cid:6)(cid:19)(cid:10)(cid:2)(cid:25)(cid:2)’(cid:7)(cid:29)$(cid:23)> .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 65 3.1.1.Introduction .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 65 3.1.2.Overview .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 65 3.1.3.Engineeringanexpressionconstruct .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 66 3.1.4.Expressionsystems .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 67 3.1.5.Proteinpurification .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 75 ix CONTENTS 3.1.6.Characterizationofthepurifiedproduct .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 77 3.1.7.Reprise .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 78 References .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 79 PART 4. CRYSTALLIZATION .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 81 4.1.Generalmethods= (cid:2)%(cid:12)(cid:5)(cid:30)(cid:5)& (cid:15)(cid:6)(cid:19)(cid:10)(cid:2)(cid:25)$!(cid:8)(cid:5)(cid:4)(cid:16)(cid:29)(cid:6)> .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 81 4.1.1.Introduction .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 81 4.1.2.Crystallizationarrangementsandmethodologies .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 81 4.1.3.Parametersthataffectcrystallizationofmacromolecules .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 86 4.1.4.Howtocrystallizeanewmacromolecule .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 88 4.1.5.Techniquesforphysicalcharacterizationofcrystallization .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 89 4.1.6.Useofmicrogravity .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 91 4.2.Crystallizationofmembraneproteins=(cid:24)(cid:2)(cid:25)(cid:12)$(cid:8)(cid:5)(cid:13)> .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 94 4.2.1.Introduction .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 94 4.2.2.Principlesofmembrane-proteincrystallization .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 94 4.2.3.Generalpropertiesofdetergentsrelevanttomembrane-proteincrystallization .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 94 4.2.4.The‘smallamphiphileconcept’ .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 98 4.2.5.Membrane-proteincrystallizationwiththehelpofantibodyFvfragments .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 98 4.2.6.Membrane-proteincrystallizationusingcubicbicontinuouslipidicphases .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 99 4.2.7.Generalrecommendations .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 99 4.3.Applicationofproteinengineeringtoimprovecrystalproperties=(cid:3)(cid:2) (cid:2)(cid:3)(cid:15)"(cid:12)(cid:5)(cid:16)(cid:15)(cid:6)(cid:19)(cid:10)(cid:2)(cid:22)(cid:28)(cid:4)(cid:30)(cid:5)(cid:16)(cid:16)(cid:24)(cid:12)$(cid:23)(cid:26)(cid:15)(cid:6)> .. .. .. .. .. .. 100 4.3.1.Introduction .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 100 4.3.2.Improvingsolubility .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 100 4.3.3.Useoffusionproteins .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 101 4.3.4.Mutationstoacceleratecrystallization .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 101 4.3.5.Mutationstoimprovediffractionquality .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 101 4.3.6.Avoidingproteinheterogeneity .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 102 4.3.7.Engineeringcrystalcontactstoenhancecrystallizationinaparticularcrystalform .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 102 4.3.8.Engineeringheavy-atomsites .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 103 References .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 104 PART 5. CRYSTAL PROPERTIES AND HANDLING .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 111 5.1.Crystalmorphology,opticalpropertiesofcrystalsandcrystalmounting=(cid:24)(cid:2)(cid:11)(cid:2)(cid:31)(cid:15)(cid:4)(cid:4)(cid:5)(cid:13)(cid:13)(cid:15)(cid:6)(cid:19)(cid:1)(cid:2)!(cid:2)%(cid:13)(cid:28)(cid:16)(cid:23)(cid:5)(cid:4)> .. .. .. .. .. 111 5.1.1.Crystalmorphologyandopticalproperties .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 111 5.1.2.Crystalmounting .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 114 5.2.Crystal-densitymeasurements=(cid:20)(cid:2)(cid:25)(cid:2)(cid:18)(cid:5)(cid:16)(cid:7)0(cid:4)(cid:29)(cid:29)(cid:23)> .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 117 5.2.1.Introduction .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 117 5.2.2.Solventinmacromolecularcrystals .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 117 5.2.3.Matthewsnumber .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 117 5.2.4.Algebraicconcepts .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 117 5.2.5.Experimentalestimationofhydration .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 118 5.2.6.Methodsformeasuringcrystaldensity .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 118 5.2.7.Howtohandlethesolventdensity .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 121 References .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 121 x