Набор инструментов Fast MAS твердотельного ЯМР для биомолекул

ЯМР твердого тела является полезным инструментом для выяснения белковых структур. Хотя полностью ¹³C и ¹⁵Требуются N-меченые образцы, твердотельный ЯМР предоставляет дополнительную или уникальную информацию, которая недоступна другими типичными методами. Например, в ЯМР твердого тела, в отличие от ЯМР раствора и крио-ЭМ, в принципе нет верхнего или нижнего пределов молекулярной массы. Кроме того, твердотельный ЯМР является очень чувствительным зондом локальной динамики. Одним из камней преткновения твердотельного ЯМР является количество образца. Действительно, для роторов MAS 20 мм / 50 мм требуется 3.2–4 мг полностью маркированных (дорогих!) образцов. Однако недавние разработки, позволяющие MAS работать на частотах выше 70 кГц, полностью меняют ситуацию. [1] Действительно, роторы MAS диаметром 0.75 мм (1 мм), используемые для быстрых экспериментов MAS (до 120 (80) кГц), требуют всего 290 (800) нл образца, что позволяет проводить твердотельные ЯМР-измерения субмиллиграммовых количеств образец. Другим большим преимуществом быстрой МАС является усреднение большинства анизотропных взаимодействий, позволяющее использовать маломощные схемы (развязка, пересвязка, кросс-поляризация и т. д.), что, в свою очередь, позволяет избежать нагрева образца. Высокое разрешение ¹H-спектры становятся легко доступными в этих условиях, особенно для микрокристаллических белков. Это самое большое преимущество быстрой MAS, поскольку ¹Обнаружение H значительно повышает чувствительность по сравнению с традиционным ¹³Обнаружение С. Как следствие, быстрый MAS твердотельный ЯМР в настоящее время является универсальным инструментом для изучения структуры и динамики биомолекул, для которых первым шагом является определение резонанса, специфичного для последовательности. С этой целью хорошо проведены необходимые эксперименты для последовательного назначения основной и боковой цепи. [2] Здесь мы представляем набор инструментов, доступный для программного обеспечения Delta, вместе с примерами полностью протонированного белка Het-s (226-280).

[1] Обзор: Y. Nishiyama, Solid State Nucl. Магн. Резон. 78 (2016) 24-36.
[2] E. Barbet-Massin и др., J. Am. хим. соц. 136 (2014) 12489-12497.

Рис. 1 3D-спектр hCaNH Het-s (226–280), измеренный с использованием 1-мм зонда HCN MAS на спектрометре JNM-ECZ900R при 21.1 Тл. Частота MAS установлена ​​на 70 кГц.
Данные предоставлены профессором Антуаном Локе (Университет Бордо) и доктором Юсуке Нишияма (RIKEN).

Рис. 2 Базовое 2D ¹H/¹⁵N корреляционных экспериментов. Закрашенные и открытые прямоугольники представляют π/2 и π импульсов соответственно.

Рис. 2 (продолжение) hCONH и hCaNH присоединены к зонду ¹³C/¹⁵N/¹H связи.

Рис. 2 (продолжение) Эксперименты hcaCbcaNH и hcoCAcoNH для распределения боковой и основной цепи. [3]

[3] E. Barbet-Massin и др., J. Biomol. ЯМР 56 (2013) 379-386.

Рис. 3 Последовательное распределение магистральных сигналов Het-s (226-280), измеренных с использованием 1-мм зонда HCN MAS со спектрометром JNM-ECZ900R при 21.1 Тл. Частота MAS установлена ​​на 70 кГц. Показаны полоски CH спектров hCaNH и hcoCAcoNH.
Данные предоставлены профессором Антуаном Локе (Университет Бордо) и доктором Юсуке Нишияма (RIKEN).

Дополнительную информацию см. в файле PDF.
Другое окно открывается при нажатии.

PDF 1,740.8KB