Neue Methode enthüllt Membranproteinstruktur
Proteine bilden den Hauptbestandteil aller lebenden Zellen und spielen eine zentrale Rolle bei vielen wichtigen biologischen Prozessen. Proteine in der Zellmembran sind entscheidend für die Vermittlung von ein- und ausgehenden Molekülen durch Membranen, für die Signalisierung und Zelladhäsion. Trotz ihrer Bedeutung gibt es keine Informationen zur 3D-Struktur für alle Membranproteine, da es schwierig ist, Kristallstrukturen zu erhalten. Das EU-finanzierte Projekt MEM-MAS (Structure and dynamics of metal ion transporters using solid-state nuclear magnetic resonance at high field and fast magic angle spinning) machte sich an die Entwicklung einer Kernspinresonanz (NMR)-Spektroskopiemethode, um die Struktur von Membranproteinen zu bestimmen. Das Konsortium konnte bestehende Engpässe bei der NMR-basierten Strukturbestimmung überwinden und die Empfindlichkeit und Zuverlässigkeit verbessern, während die spektrale Auflösung beibehalten wurde. Die innovative Methode wurde auf zwei Membranproteine angewendet, von denen eines gut aufgelöste Spektren ergab. Die Entwicklung neuer Pulssequenzen beschleunigte den zeitaufwendigen Schritt der Resonanzzuordnung, und ermöglichte neben der Anwendung neuer Instrumentierungen die Probenrotation um den magischen Winkel. Dies erwies sich als besonders geeignet für größere Proteine mit wenig struktureller Homogenität, wie etwa für das virale Nukleokapsidprotein. Insgesamt sollen die Projektergebnisse von MEM-MAS das Gebiet der Strukturbestimmung durch Festkörper-NMR revolutionieren. Die Aufklärung der Membranproteinstruktur mit höherem Durchsatz wird unser Wissen über ihre Funktion verbessern und zur Entwicklung neuer Therapien für Erkrankungen des Menschen beitragen.
Schlüsselbegriffe
Membranprotein, Struktur, NMR-Spektroskopie, Pulsfolge, Probenrotation um den magischen Winkel
