• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

利用溶液 NMR 光谱研究同寡聚分子机器中的变构相互作用。

Probing allosteric interactions in homo-oligomeric molecular machines using solution NMR spectroscopy.

机构信息

Department of Molecular Genetics, University of Toronto, Toronto, ON, M5S 1A8, Canada.

Department of Biochemistry, University of Toronto, Toronto, ON, M5S 1A8, Canada.

出版信息

Proc Natl Acad Sci U S A. 2021 Dec 14;118(50). doi: 10.1073/pnas.2116325118.

DOI:10.1073/pnas.2116325118
PMID:34893543
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8685903/
Abstract

Developments in solution NMR spectroscopy have significantly impacted the biological questions that can now be addressed by this methodology. By means of illustration, we present here a perspective focusing on studies of a number of molecular machines that are critical for cellular homeostasis. The role of NMR in elucidating the structural dynamics of these important molecules is emphasized, focusing specifically on intersubunit allosteric communication in homo-oligomers. In many biophysical studies of oligomers, allostery is inferred by showing that models specifically including intersubunit communication best fit the data of interest. Ideally, however, experimental studies focusing on one subunit of a multisubunit system would be performed as an important complement to the more traditional bulk measurements in which signals from all components are measured simultaneously. Using an approach whereby asymmetric molecules are prepared in concert with NMR experiments focusing on the structural dynamics of individual protomers, we present examples of how intersubunit allostery can be directly observed in high-molecular-weight protein systems. These examples highlight some of the unique roles of solution NMR spectroscopy in studies of complex biomolecules and emphasize the important synergy between NMR and other atomic resolution biophysical methods.

摘要

溶液 NMR 光谱学的发展极大地影响了现在可以通过该方法解决的生物学问题。通过举例,我们在这里提出了一个观点,重点关注对许多对细胞内稳态至关重要的分子机器的研究。强调了 NMR 在阐明这些重要分子结构动力学方面的作用,特别关注同寡聚体中亚基间的变构通讯。在寡聚体的许多生物物理研究中,通过显示专门包括亚基间通讯的模型最能拟合感兴趣的数据来推断变构作用。然而,理想情况下,针对多亚基系统的一个亚基进行的实验研究将作为对更传统的整体测量的重要补充,其中同时测量所有成分的信号。通过采用一种方法,使不对称分子与 NMR 实验同时制备,该实验集中于单个原聚体的结构动力学,我们展示了如何在高分子量蛋白质系统中直接观察亚基间变构作用的例子。这些例子突出了溶液 NMR 光谱学在复杂生物分子研究中的一些独特作用,并强调了 NMR 和其他原子分辨率生物物理方法之间的重要协同作用。

相似文献

1
Probing allosteric interactions in homo-oligomeric molecular machines using solution NMR spectroscopy.利用溶液 NMR 光谱研究同寡聚分子机器中的变构相互作用。
Proc Natl Acad Sci U S A. 2021 Dec 14;118(50). doi: 10.1073/pnas.2116325118.
2
Bringing dynamic molecular machines into focus by methyl-TROSY NMR.通过甲基-TROSY NMR 聚焦动态分子机器。
Annu Rev Biochem. 2014;83:291-315. doi: 10.1146/annurev-biochem-060713-035829.
3
Asymmetric configurations in a reengineered homodimer reveal multiple subunit communication pathways in protein allostery.重新设计的同二聚体中的不对称结构揭示了蛋白质变构中多个亚基的通讯途径。
J Biol Chem. 2017 Apr 14;292(15):6086-6093. doi: 10.1074/jbc.M117.776047. Epub 2017 Feb 10.
4
Methyl TROSY spectroscopy: A versatile NMR approach to study challenging biological systems.甲基 TROSY 光谱学:一种用于研究具有挑战性的生物系统的多功能 NMR 方法。
Prog Nucl Magn Reson Spectrosc. 2020 Feb;116:56-84. doi: 10.1016/j.pnmrs.2019.09.004. Epub 2019 Sep 30.
5
Probing Cooperativity of N-Terminal Domain Orientations in the p97 Molecular Machine: Synergy Between NMR Spectroscopy and Cryo-EM.探测 p97 分子机器中 N 端结构域取向的协同性:NMR 光谱学和低温电镜的协同作用。
Angew Chem Int Ed Engl. 2020 Dec 7;59(50):22423-22426. doi: 10.1002/anie.202009767. Epub 2020 Oct 6.
6
NMR and computational methods for molecular resolution of allosteric pathways in enzyme complexes.用于解析酶复合物中变构途径分子结构的核磁共振和计算方法。
Biophys Rev. 2020 Feb;12(1):155-174. doi: 10.1007/s12551-019-00609-z. Epub 2019 Dec 14.
7
Exploring long-range cooperativity in the 20S proteasome core particle from using methyl-TROSY-based NMR.利用基于甲基-TROSY 的 NMR 研究 20S 蛋白酶体核心颗粒中的远程协同作用。
Proc Natl Acad Sci U S A. 2020 Mar 10;117(10):5298-5309. doi: 10.1073/pnas.1920770117. Epub 2020 Feb 24.
8
Solution NMR Spectroscopy for the Study of Enzyme Allostery.用于研究酶变构作用的溶液核磁共振波谱法。
Chem Rev. 2016 Jun 8;116(11):6323-69. doi: 10.1021/acs.chemrev.5b00541. Epub 2016 Jan 6.
9
Structure determination of symmetric homo-oligomers by a complete search of symmetry configuration space, using NMR restraints and van der Waals packing.通过对对称构型空间进行完全搜索,并利用核磁共振约束和范德华堆积来确定对称同型寡聚体的结构。
Proteins. 2006 Oct 1;65(1):203-19. doi: 10.1002/prot.21091.
10
Macromolecular crowding: chemistry and physics meet biology (Ascona, Switzerland, 10-14 June 2012).大分子拥挤现象:化学与物理邂逅生物学(瑞士阿斯科纳,2012年6月10日至14日)
Phys Biol. 2013 Aug;10(4):040301. doi: 10.1088/1478-3975/10/4/040301. Epub 2013 Aug 2.

引用本文的文献

1
Insights into mechanisms of MALT1 allostery from NMR and AlphaFold dynamic analyses.从 NMR 和 AlphaFold 动态分析中洞察 MALT1 变构的机制。
Commun Biol. 2024 Jul 16;7(1):868. doi: 10.1038/s42003-024-06558-y.
2
The role of structural dynamics in the thermal adaptation of hyperthermophilic enzymes.结构动力学在嗜热酶热适应性中的作用。
Front Mol Biosci. 2022 Sep 7;9:981312. doi: 10.3389/fmolb.2022.981312. eCollection 2022.
3
Point mutations in SARS-CoV-2 variants induce long-range dynamical perturbations in neutralizing antibodies.严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)变体中的点突变在中和抗体中诱导长程动态扰动。
Chem Sci. 2022 May 23;13(24):7224-7239. doi: 10.1039/d2sc00534d. eCollection 2022 Jun 22.
4
Beyond structure: Deciphering site-specific dynamics in proteins from double histidine-based EPR measurements.超越结构:从基于双组氨酸的 EPR 测量中解析蛋白质的位点特异性动力学。
Protein Sci. 2022 Jul;31(7):e4359. doi: 10.1002/pro.4359.

本文引用的文献

1
Dissecting the role of interprotomer cooperativity in the activation of oligomeric high-temperature requirement A2 protein.解析寡聚高温需求 A2 蛋白激活中蛋白间协同作用的角色。
Proc Natl Acad Sci U S A. 2021 Aug 31;118(35). doi: 10.1073/pnas.2111257118.
2
Accurate prediction of protein structures and interactions using a three-track neural network.使用三轨神经网络准确预测蛋白质结构和相互作用。
Science. 2021 Aug 20;373(6557):871-876. doi: 10.1126/science.abj8754. Epub 2021 Jul 15.
3
Highly accurate protein structure prediction with AlphaFold.利用 AlphaFold 进行高精度蛋白质结构预测。
Nature. 2021 Aug;596(7873):583-589. doi: 10.1038/s41586-021-03819-2. Epub 2021 Jul 15.
4
Oligomeric assembly regulating mitochondrial HtrA2 function as examined by methyl-TROSY NMR.寡聚体组装调节线粒体 HtrA2 功能的研究进展:基于甲基-TROSY NMR 的分析
Proc Natl Acad Sci U S A. 2021 Mar 16;118(11). doi: 10.1073/pnas.2025022118.
5
NMR spectroscopy captures the essential role of dynamics in regulating biomolecular function.NMR 光谱学捕捉到了动力学在调节生物分子功能中的重要作用。
Cell. 2021 Feb 4;184(3):577-595. doi: 10.1016/j.cell.2020.12.034.
6
Methyl TROSY spectroscopy: A versatile NMR approach to study challenging biological systems.甲基 TROSY 光谱学:一种用于研究具有挑战性的生物系统的多功能 NMR 方法。
Prog Nucl Magn Reson Spectrosc. 2020 Feb;116:56-84. doi: 10.1016/j.pnmrs.2019.09.004. Epub 2019 Sep 30.
7
An allosteric switch regulates ClpP1P2 protease function as established by cryo-EM and methyl-TROSY NMR.变构开关调节 ClpP1P2 蛋白酶的功能,这一点通过冷冻电镜和甲基-TROSY NMR 得到了证实。
Proc Natl Acad Sci U S A. 2020 Mar 17;117(11):5895-5906. doi: 10.1073/pnas.1921630117. Epub 2020 Mar 2.
8
Mechanism of the allosteric activation of the ClpP protease machinery by substrates and active-site inhibitors.别构激活 ClpP 蛋白酶机制的底物和活性位点抑制剂。
Sci Adv. 2019 Sep 4;5(9):eaaw3818. doi: 10.1126/sciadv.aaw3818. eCollection 2019 Sep.
9
High-resolution structure determination of sub-100 kDa complexes using conventional cryo-EM.使用常规 cryo-EM 技术对小于 100 kDa 的复合物进行高分辨率结构测定。
Nat Commun. 2019 Mar 4;10(1):1032. doi: 10.1038/s41467-019-08991-8.
10
The Cdc48 unfoldase prepares well-folded protein substrates for degradation by the 26S proteasome.Cdc48 解折叠酶使折叠正确的蛋白质底物为 26S 蛋白酶体降解做好准备。
Commun Biol. 2019 Jan 21;2:29. doi: 10.1038/s42003-019-0283-z. eCollection 2019.