Burada 15 Ngevşeme dispersiyon profillerinin çözelti NMR spektroskopisi ile edinilmesi ve analizi için laboratuvarda uygulanan protokolün detaylı bir açıklaması sağlanmaktadır.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Burada 15 Ngevşeme dispersiyon profillerinin çözelti NMR spektroskopisi ile edinilmesi ve analizi için laboratuvarda uygulanan protokolün detaylı bir açıklaması sağlanmaktadır.
Protein konformasyonsal dinamikleri, önemli biyolojik süreçler olan enzimatik kataliz, ligand bağlama, allosteri ve sinyalizasyonun düzenlenmesinde temel roller oynar. Yapı ve dinamikler arasındaki dengenin biyolojik işlevi nasıl yönettiğini anlamak, modern yapısal biyolojide yeni bir sınırdır ve çeşitli teknik ve metodolojik gelişmelerin fitilini ateşlemiştir. Bunlar arasında, CPMG gevşeme dispersiyon çözümü NMR yöntemleri, μs-ms zaman ölçeğinde meydana gelen protein konformasyonsal dengenin yapısı, kinetiği ve termodinamiği hakkında benzersiz, atomik çözünürlüklü bilgiler sağlar. Burada, çalışma 15 Ngevşeme dispersiyon deneyinin edinilmesi ve analizi için ayrıntılı protokoller sunmaktadır. Örnek olarak, bakteri Enzim I'in C-terminal etki alanındaki μs-ms dinamiklerinin analizi için boru hattı gösterilmiştir.
Carr-Purcell Meiboom-Gill (CPMG) gevşeme dispersiyon (RD) deneyleri, μs-ms zaman ölçeğinde meydana gelen konformasyonel dengeyi NMR spektroskopisi1, 2,3,4,5çözeltisi ile karakterize etmek için rutin bir tabanda kullanılır. Konformasyonel dinamiklerin araştırılması için diğer yöntemlerle karşılaştırıldığında, CPMG tekniklerinin modern NMR spektrometrelerinde uygulanması nispeten kolaydır, özel numune hazırlama adımları (örneğin, kristalizasyon, numune dondurma veya hizalama ve/veya floresan veya paramanyetik etiketli kovalent konjugasyon) gerektirmez ve değişim süreçlerinde yapısal, kinetik ve termodinamik bilgileri döndüren konformasyonel dengenin kapsamlı bir şekilde nitelendirilmesini sağlar. Bir CPMG deneyinin konformasyonsal bir dengeyi rapor edebilmesi için iki koşul geçerli olmalıdır: (i) gözlemlenen NMR dönüşleri, konformasyonsal değişime uğrayan durumlarda farklı kimyasal kaymalara sahip olmalıdır (mikro durumlar) ve (ii) değişimin ~50 μs ile ~10 ms arasında değişen bir zaman ölçeğinde gerçekleşmesi gerekir. Bu koşullar altında, gözlemlenen enine gevşeme oranı (
) iç R 2 'nin(μs-ms dinamiklerinin yokluğunda ölçülen R2)
ve enine gevşemeye değişim katkısının (Rex)toplamıdır. R2obs'a Rex katkısı, darbe dizisinin CPMG bloğunu oluşturan 180 ° darbeler arasındaki aralığı azaltarak kademeli olarak söndürülebilir, ve ortaya çıkan RD eğrileri, mikro devletler arasındaki kimyasal kayma farkını, her mikro devletteki kesirli popülasyonu ve mikro devletler arasındaki değişim oranlarını elde etmek için Bloch-McConnell teorisi kullanılarak modellenebilir (Şekil 1)1,2,3.
Literatürde 15 NCPMG deneyi için birkaç farklı nabız dizisi ve analiz protokolü bildirilmiştir. Burada laboratuvarda uygulanan protokol açıklanmıştır. Özellikle, NMR örneğinin hazırlanması, NMR deneylerinin kurulması ve alınması ve NMR verilerinin işlenmesi ve analizi için önemli adımlar tanıtılacaktır (Şekil 2). Protokolün diğer laboratuvarlara aktarılmasını kolaylaştırmak için, darbe programı, işleme ve analiz komut dosyaları ve bir örnek veri kümesi Ek Dosyalar olarak sağlanır ve (https://group.chem.iastate.edu/Venditti/downloads.html. Sağlanan darbe dizisi, ofset bağımlı yapıtların6'nın bastırılması için CPMG bloğunda dört adımlı bir faz döngüsü içerir ve birkaç aralanmış deneyin alınması için kodlanmıştır. Bu aralanmış deneyler aynı gevşeme süresine sahiptir, ancak farklı CPMG alanları elde etmek için farklı sayıda yeniden odaklama darbeleri7. Açıklanan darbe programının NMR sinyali8'inTROSY bileşeninin 15N R 2'yi ölçtüklerine dikkat etmek de önemlidir. Genel olarak, orta ve büyük boyutlu proteinler 4 ,5,9,10'dakonformasyonsal değişimin karakterizasyonu için protokolbaşarıylauygulanmıştır. Daha küçük sistemler (<20 kDa) için Heteronuclear Tek Kuantum Tutarlılığı (HSQC) tabanlı darbe dizisi11,12 kullanılması önerilir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
1. NMR örneğinin hazırlanması
2. NMR deneyinin ilk kurulumu
3. NMR deneyinin rutin kurulumu
4. NMR verilerinin işlenmesi ve analizi
d30 sırasıyla referansın (vc = 0) ve rahat (vc > 0) NMR spektrumunun yoğunluğu olduğu formülü kullanarak sinyal yoğunluklarını R 2 oranlarına dönüştürün.5. RD eğrilerini sığdırma
edin ve
vclist'teki en düşük ve en yüksek νcpmg'de ölçülen R2 oranlarıdır.
yayılabilir.Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Burada açıklanan protokol, 1 H- 15 NTROSY spektrumundaki her tepe için RD profillerinin alınmasıyla sonuçlanır (Şekil 3A). Edinilen RD profillerinden, her omurga amid grubunun 15 Nenine gevşemesine değişim katkısını tahmin etmek mümkündür (Şekil 3A,3B). Rex'i incelenen proteinin 3D yapısı üzerine çizerek, μs-ms zaman ölçeğinde konformasyonsal değişime uğrayan yapısal bölgeleri tanımlamak mümkündür (
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu makalede, proteinler üzerinde 15 NRD verinin eldei ve analizi için laboratuvarda uygulanan protokol açıklanmaktadır. Özellikle, NMR örneğinin hazırlanması, NMR verilerinin ölçümü ve RD profillerinin analizi için önemli adımlar ele alınmıştır. Aşağıda RD deneylerinin edinimi ve analizi ile ilgili bazı önemli hususlar tartışılmıştır. Bununla birlikte, deney ve veri analizinin daha derinlemesine tanımlanması için, orijinal literatürün dikkatli bir şekilde incelenmesi şiddetle tavsiye edilir3<...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Tüm yazarlar makaleyi okudu ve onayladı. Çıkar çatışması ilan ediyoruz.
Bu çalışma NIGMS R35GM133488 ve Roy J. Carver Charitable Trust'tan V.V.'ye fonlarla desteklendi.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Kriyoprob | Bruker | 5mm TCI 800 H-C/N-D kriyoprob | Hassasiyeti artırın |
| Döteryum | Oksit Sigma Aldrich | 756822-1 | >99.8% saf, NMR numunelerinin ve döteryumlu kültürlerin hazırlanmasında kullanılır |
| El tahrikli santrifüj | United Scientific tedarik | CENTFG1 | NMR tüpünün duvarlarına yapışmış hava kabarcıklarını veya artık sıvıyı çıkarmak için kullanılır. |
| Yüksek Alan NMR spektrometresi | Bruker | Bruker Avance II 600, Bruker Avance 800 | NMR verilerinin elde edilmesi |
| MATLAB | MathWorks | https://www.mathworks.com/products/get-matlab.html | NMR verilerinin modellenmesi |
| NMR pasteur Pipet | Corning Incorporation | 7095D-NMR | Pyrex cam pastüer pipet, sıvı numuneyi NMR tüpüne aktarmak için NMR |
| tüpü | Willmad Precision | 535-PP-7 | 5mm ince duvarlı 7 '' silindirik cam tüp |
| NMRPipe | Biyobilimler ve Biyoteknoloji Enstitüsü araştırma | https://www.ibbr.umd.edu/nmrpipe/install.html | NMR veri işleme |
| SPARKY | California Üniversitesi, San Francisco | https://www.cgl.ucsf.edu/home/sparky/ | NMR verilerinin analizi |
| Tospin 3.2 (veya daha yenisi) | Bruker | https://www.bruker.com/protected/en/services/software-downloads/nmr/pc/pc-topspin.html | Edinme Yazılımı |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.