Evaluación de mejoras específicas del sitio impartidas por agua hiperpolarizada en proteínas plegadas y desplegadas...

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Biología estructural
• Espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN)

Sus antecedentes:

• El agua hiperpolarizada aumenta significativamente la polarización del grupo amida 1H en la RMN de proteínas, órdenes de magnitud más allá de los niveles térmicos.
• Esta técnica permite experimentos de correlación 2D 1H-15N con una resolución y sensibilidad mejoradas.
• Las mejoras de sensibilidad se correlacionan con las tasas de intercambio amida-agua, ofreciendo información sobre la accesibilidad del disolvente proteico.

Objetivo del estudio:

• Aplicar el método HyperW a diversos sistemas de proteínas con diferentes dinámicas de intercambio.
• Investigar la relación entre el estado de plegamiento de proteínas, la accesibilidad al disolvente y las mejoras de hiperpolarización.
• Para explorar patrones de mejora inesperados observados en estructuras específicas de proteínas.

Principales métodos:

• Aplicación del método HyperW (agua hiperpolarizada) para la RMN proteica mejorada.
• Análisis de los espectros de correlación 2D 1H-15N para obtener ganancias de sensibilidad.
• Experimentos CLEANEX para el estudio de los residuos expuestos a disolventes y los tipos de cambio.
• Estudio de cuatro proteínas: PhoA desplegado ((350-471), barstar plegado, R17 (formas plegadas / desplegadas) y drkN SH3 (formas de interconversión rápida).

Principales resultados:

• Se han observado mejoras sustanciales de la sensibilidad (≥300 veces) para el PhoA desdoblado (≥350-471).
• Mejoras significativas y no uniformes en la barra plegada, correlacionadas con los residuos expuestos al disolvente.
• R17 mostró una mezcla de altas mejoras en formas desplegadas y mejoras moderadas en formas plegadas.
• Inesperadamente mayores mejoras de HyperW en sitios plegados específicos en drkN SH3 en comparación con su forma desplegada.

Conclusiones:

• El método HyperW proporciona información valiosa y dependiente del estado sobre la dinámica de las proteínas y la accesibilidad al disolvente.
• Las mejoras preferenciales observadas en los sitios doblados de drkN SH3 justifican una mayor investigación de los mecanismos subyacentes.
• Las posibles explicaciones incluyen el intercambio en varios sitios, la relajación correlacionada y las variaciones del tipo de cambio específico del sitio.