468 kDa の酵素のアロマティックリングダイナミクス,熱活性化,および特異的なH-Cラベリングと急速なマジック・アングル・スピニング NMRによる一時的な構成
Diego F Gauto1, Pavel Macek1, Alessandro Barducci2
1Univ. Grenoble Alpes, CEA, CNRS , Institut de Biologie Structurale (IBS) , 71, avenue des martyrs , F-38044 Grenoble , France.
タンパク質の動態を研究するために 新しい核磁気共鳴法 (NMR) を開発しました この技術は,非常に大きなタンパク質複合体でも,様々な時間スケールでの分子運動の洞察を提供します.
科学分野:
- 生物化学
- 構造生物学
- バイオ物理学
背景:
- アロマティック残留物はタンパク質の構造と機能に不可欠です.
- 伝統的な方法を使って 大きなタンパク質のダイナミクスを研究することは 困難です
- フェニララニン残留の動態は,重要な機能的な洞察を提供します.
研究 の 目的:
- フェニララニン残留のダイナミクスを特徴付けるための新しい1H検出高速マジック・アングル・スピニング (MAS) NMRアプローチを導入する.
- タンパク質のダイナミクスを研究する際の 分子重量の制限を克服する.
- 機能的な洞察を得るために,この方法を大きなタンパク質アセンブリに適用します.
主な方法:
- 1H検出の高速マジック・アングル・スピニング (MAS) NMRスペクトロスコーピーを利用した.
- 孤立した2回転システムに合わせた同位体ラベルを 開発した.
- この方法をTET2酵素組 (~0.5MDa) に適用した.
- リング・フリップ・モーションと温度依存を100Kまで測定した.
- 13C R1ρ MAS NMRのリラクゼーション-分散測定を行った.
主要な成果:
- 分子重量制限なしで,アーティファクトフリーなダイナミクス測定を達成した.
- TET2酵素組のピコ秒からミリ秒までの動きの洞察を提供した.
- DNP NMRに関連する100 Kまでの有利な線幅を観測した.
- TET2酵素のエントリーポアとトリマーのインターフェイスでマイクロ秒スケールの構造的なエクスクルッションが検出されました.
- 100 kHzのMASと比較して50 kHzのMASでデュテレーションを持つ優れた解像度が実証されています.
結論:
- 新しいNMRアプローチは,大きなタンパク質におけるフェニララニンの動態を効果的に特徴付けます.
- この方法により 巨大なタンパク質複合体の 機能的動態に関する 前例のない洞察が得られます
- この発見は酵素メカニズムを理解し,新しいNMR技術を開発するための意味を持つ.
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