Bestimmung transienter Konformationszustände von Proteinen durch Festkörper‐R1ρ‐Relaxationsdispersions‐NMR‐Spektroskopie

• Published in: Angewandte Chemie 2014-04, Vol.126 (17), p.4400-4405
• Main Authors: Ma, Peixiang, Haller, Jens D., Zajakala, Jérémy, Macek, Pavel, Sivertsen, Astrid C., Willbold, Dieter, Boisbouvier, Jérôme, Schanda, Paul
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Festkörper‐NMR‐Spektroskopie; Kurzlebige Konformationen; Proteindynamik; Relaxationsdispersion; Ubiquitin
• ISSN: 0044-8249; 1521-3757
• DOI: 10.1002/ange.201311275

Die Funktion von Proteinen basiert auf der Fähigkeit, eine Vielfalt an Zuständen einzunehmen, die sich in ihren Strukturen und freien Energien unterscheiden. Um eine Proteinfunktion zu verstehen, gilt es daher herauszufinden, wie die verschiedenen, thermisch zugänglichen Konformationen miteinander verbunden sind und welche Strukturen und relativen Energien sie aufweisen. Viele biomolekulare Reaktionen laufen innerhalb von Mikro‐ bis Millisekunden ab, weshalb diese Zeitskala von zentraler (und funktioneller) Bedeutung ist. Wir zeigen hier, dass R1ρ‐Relaxationsdispersionsexperimente in Festkörper‐NMR mit Rotation am magischen Winkel Einblicke in die Thermodynamik und Kinetik solcher Austauschprozesse gibt, und dass auch strukturelle Parameter über kurzlebige Zustände erhalten werden können. Funktionell relevante Proteinzustände sind oft kurzlebig und damit schwer nachzuweisen. Es wird gezeigt, dass Relaxationsdispersions‐NMR‐Spektroskopie im Festkörper mit Rotation im magischen Winkel Zugang zu solchen Zuständen bietet. Informationen über die Austauschkinetik, relativen Besetzungen und Strukturen dieser kurzlebigen Zustände können erhalten werden.