생체 분자를 위한 고속 MAS 고체 NMR 도구 상자

고체 NMR은 단백질 구조를 밝히는 데 유용한 도구입니다. 비록 완전히 ¹³C 및 ¹⁵N개의 표지된 샘플이 필요하며, 고체 NMR은 다른 일반적인 방법으로는 접근할 수 없는 보완적이거나 고유한 정보를 제공합니다. 예를 들어, 용액 NMR 및 극저온 EM과 달리 고체 NMR에서는 원칙적으로 분자량의 상한 또는 하한이 없습니다. 또한 고체 NMR은 국지 역학에 대한 매우 민감한 프로브입니다. 고체 NMR의 걸림돌 중 하나는 샘플 양입니다. 실제로 20mm / 50mm MAS 로터에는 3.2 ~ 4mg의 완전히 라벨링된(비싸다!) 샘플이 필요합니다. 그러나 70kHz 이상의 MAS 속도를 허용하는 최근의 개발로 인해 상황이 완전히 달라졌습니다. [1] 실제로 빠른 MAS 실험(최대 0.75(1)kHz)에 사용되는 120mm(80mm) MAS 로터는 290(800)nL의 샘플만 필요하므로 밀리그램 미만의 양에 대한 고체 NMR 측정이 가능합니다. 견본. 빠른 MAS의 또 다른 큰 이점은 대부분의 이방성 상호 작용을 평균화하여 저전력 방식(디커플링, 리커플링, 교차 편파 등)을 사용할 수 있게 하여 샘플 가열을 방지하는 것입니다. 높은 해상도 ¹H 스펙트럼은 특히 미정질 단백질의 경우 이러한 조건에서 쉽게 사용할 수 있습니다. 이것은 빠른 MAS의 가장 큰 장점입니다. ¹H 검출은 기존에 비해 감도를 크게 향상시킵니다. ¹³C 감지. 결과적으로 빠른 MAS 고체 NMR은 이제 생체 분자의 구조와 동역학을 연구하는 다목적 도구이며 첫 번째 단계는 서열별 공명 지정입니다. 이를 위해 순차적 백본 및 사이드체인 할당에 대한 필수 실험이 잘 확립되어 있습니다. [2] 여기에서는 완전히 양성자화된 Het-s(226-280) 단백질에 대한 예제와 함께 Delta 소프트웨어에 사용할 수 있는 도구 상자를 소개합니다.

[1] 검토: Y. Nishiyama, Solid State Nucl. 매그. 레슨. 78(2016) 24-36.
[2] E. Barbet-Massin 등, J. Am. 화학. Soc. 136 (2014) 12489-12497.

그림 1 3 T에서 JNM-ECZ226R 분광계와 함께 280mm HCN MAS 프로브를 사용하여 측정한 Het-s(1-900)의 21.1D hCaNH 스펙트럼. MAS 속도는 70kHz로 설정되었습니다.
데이터 제공: Antoine Loquet 교수(Université Bordeaux) 및 Dr. Yusuke Nishiyama(RIKEN)

그림 2 기본 2D ¹H/¹⁵N 상관 실험. 채워진 사각형과 열린 사각형은 각각 π/2 및 π 펄스를 나타냅니다.

그림 2(계속) 결합된 프로브에 대한 hCONH 및 hCaNH ¹³C/¹⁵N/¹H 연결성.

그림 2(계속) 측쇄 및 백본 할당에 대한 hcaCbcaNH 및 hcoCAcoNH 실험. [삼]

[3] E. Barbet-Massin et al., J. Biomol. NMR 56(2013) 379-386.

그림 3 226T에서 JNM-ECZ280R 분광계와 함께 1mm HCN MAS 프로브를 사용하여 측정한 Het-s(900-21.1)의 백본 신호의 순차적 할당. MAS 속도는 70kHz로 설정되었습니다. hCaNH 및 hcoCAcoNH 스펙트럼의 CH 줄무늬가 표시됩니다.
데이터 제공: Antoine Loquet 교수(Université Bordeaux) 및 Dr. Yusuke Nishiyama(RIKEN)

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