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基于 F 的一系列弛豫弥散实验来评估生物分子的运动。

A suite of F based relaxation dispersion experiments to assess biomolecular motions.

机构信息

Department of Biophysics I, Regensburg Center for Biochemistry, University of Regensburg, 93053, Regensburg, Germany.

出版信息

J Biomol NMR. 2020 Dec;74(12):753-766. doi: 10.1007/s10858-020-00348-4. Epub 2020 Sep 30.

DOI:10.1007/s10858-020-00348-4
PMID:32997265
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7701166/
Abstract

Proteins and nucleic acids are highly dynamic bio-molecules that can populate a variety of conformational states. NMR relaxation dispersion (RD) methods are uniquely suited to quantify the associated kinetic and thermodynamic parameters. Here, we present a consistent suite of F-based CPMG, on-resonance R and off-resonance R RD experiments. We validate these experiments by studying the unfolding transition of a 7.5 kDa cold shock protein. Furthermore we show that the F RD experiments are applicable to very large molecular machines by quantifying dynamics in the 360 kDa half-proteasome. Our approach significantly extends the timescale of chemical exchange that can be studied with F RD, adds robustness to the extraction of exchange parameters and can determine the absolute chemical shifts of excited states. Importantly, due to the simplicity of F NMR spectra, it is possible to record complete datasets within hours on samples that are of very low costs. This makes the presented experiments ideally suited to complement static structural information from cryo-EM and X-ray crystallography with insights into functionally relevant motions.

摘要

蛋白质和核酸是高度动态的生物分子,可以存在于多种构象状态。NMR 弛豫弥散(RD)方法非常适合定量测量相关的动力学和热力学参数。在这里,我们提出了一套一致的基于 F 的 CPMG、共振 R 和非共振 R RD 实验。我们通过研究一个 7.5 kDa 的冷休克蛋白的展开转变来验证这些实验。此外,我们通过定量测量 360 kDa 半蛋白酶体中的动力学,表明 F RD 实验适用于非常大的分子机器。我们的方法显著扩展了可以用 F RD 研究的化学交换时间尺度,增加了提取交换参数的稳健性,并可以确定激发态的绝对化学位移。重要的是,由于 F NMR 谱的简单性,有可能在数小时内记录完整的数据集,而样品的成本非常低。这使得所提出的实验非常适合用冷冻电镜和 X 射线晶体学的静态结构信息来补充功能相关运动的见解。

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