Az NMR spektroszkópia a fehérjék szolgálatában. Bodor Andrea. ELTE Szerkezeti Kémia és Biológia Laboratórium Visegrád

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Az NMR spektroszkópia a fehérjék szolgálatában. Bodor Andrea. ELTE Szerkezeti Kémia és Biológia Laboratórium Visegrád"

Endre Sipos
7 évvel ezelőtt
Látták:

1 Az NMR spektroszkópia a fehérjék szolgálatában Bodor Andrea ELTE Szerkezeti Kémia és Biológia Laboratórium Visegrád

2 Nobel díjak tükrében 1952 Fizika: Módszer és elméleti alapok Felix Bloch Edward Mills Purcell 1991 Kémia: Nagy felbontású NMR spektroszkópia Fourier transzformáció, 2D technika Richard Ernst 2002 Kémia (megosztott, ½): Biológiai makromolekulák 3D szerkezete Kurt Wüthrich 2003 Orvosi: MRI (Magnetic Resonance Imaging) felfedezése Paul C. Lauterbur Sir Peter Mansfield

3 NMR = Nuclear Magnetic Resonance Mágneses magrezonancia spektroszkópia rádiófrekvenciás tartomány Mennyire könnyű egy adott NMR magot mérni? Befolyásoló tényezők: Spinkvantumszám (pld. 1/2, 1, 3/2, 5/2) Természetes előfordulás ~ 100% 1 H, 19 F, 31 P, 27 Al Nagy giromágneses állandó

4 Melyek az NMR aktív magok?

5 Mivel mérünk? 500 MHz, ELTE 700 MHz, ELTE

6 A műszer felépítése Szupravezető mágnes, mérőfej, Rádió adó, rádió vevő, analóg-digitál konverter (ADC) Számítógép

7 Csövek 5mm 10 mm normál Shigemi nagynyomású

8 A jelenség Makroszkópikus kép M 0 eredő mágnesezettség β α Alacsony energiájú állapot Magas energiájú állapot B 0

9 Gerjesztés (π/2) x egyensúlyi állapot M 0 =M z gerjesztett állapot M 0 =M y z y x

10 Transzverz relaxáció (T 2 ) z B 0 y y y x y M y x x x z B 0 y y y z z z x y 1 Megszűnik az xy síkban a fáziskoherencia M x = M 0 sin(ω 0 t) exp( t/t 2 ) M y = M 0 cos(ω 0 t) exp( t/t 2 )

11 A longitudinális relaxáció (T 1 ) x y Visszaépül a z irányú mágnesezettség Lassúbb mint a transzverz relaxáció A kvantitatív NMR lényeges eleme y y y z z z szabad lecsengési jel (FID, Free Induction Decay)

12 1 jel-idő görbe (FID) Fourier transzformáció FT jel-frekvencia változás spektrum (ppm)

13 1. Kémiai eltolódás Spinek közötti kölcsönhatások B 0 Indirekt mágneses kölcsönhatás a külső mágneses mező és a magspinek között, az elektronfelhőn keresztül. elektronok 2. J csatolás Magspinek között, az őket körülvevő elektronfelhő közreműködésével megjelenő indirekt mágneses kölcsönhatás. 3. Közvetlen (direkt) dipól-dipól csatolás Magspinek közötti közvetlen mágneses kölcsönhatás.

14 1. Kémiai eltolódás Spektrumból nyerhető információk 2. Csatolási állandó 1D, 2D, 3D, nd mérések 3. noe 4. Dinamika, cserefolyamatok csatolási állandó (J érték) félértékszélesség multiplicitás terület kémiai eltolódás δ=[(υ M -υ R )/ υ R ]10 6

15 Fehérje NMR: szerkezet, dinamika, kölcsönhatás, mechanizmus másodlagos szerkezettel rendezetlen membránfehérje rendelkező fehérje IUP fehérje W cat rendezetlen lánc és homodimer kölcsönhatás mechanizmus

16 A fehérjék szerkezete

17 A fehérjék belső dinamikája ps 10-9 ns 10-6 µs 10-3 ms 10 0 s 10 2 ~min sec feltekeredés kötések mozgásai T1, T2, NOE domének, nagyobb szerkezeti egységek mozgásai T1ρ, CPMG, zz exch,...

18 dutpase Beáta Vértessy Calpastatin Péter Tompa MASP-2 Péter Gál CCP Péter Gál APPase László Polgár Peptides and miniproteins Gábor Tóth Homeodomains Botond Penke P DLC László Nyitray Calmodulin Ovádi Judit Inhibitors László Gráf

19 S100A,MIIA Nyitrai László PAF Batta Gyula RSK Reményi Attila ERD, in-cell Tompa Péter TPPP25 Ovádi Judit

20 Membránfehérjék az NMR-ben A sejtmembrán szerkezete: Ilyen összetétel mellett NMR mérésekre alkalmatlan

21 A membránfehérjék típusai

22 Micellák Membrán mimetikumok Bicellák Vezikulák, liposzómák Detergensek: SDS, DPC,DHPC NMR-ben jól mérhetők cca 40Ǻ (DPC) Hátrány: gömb alak Kettős réteg: Lipid + detergens DMPC+ DHPC DMPG + DHPC cca 80Ǻ, q=0.5 q = [lipid]/[deterg] DMPC Legjobb mimetikum Nagy mérete miatt NMR mérésekhez nem megfelelő

23 Ioncsatornák: a K + csatorna N C homotetramer Milyen módon nyit-zár az S3B-S4 pórus? FRAGMENSEK TANULMÁNYOZÁSA a linker szerkezete DPC micellában

24 Fehérje elhelyezkedése a membránban K + csatorna fragmens 13 C relaxációs mérések nehézkes Megoldás: 31 P mérések Biverståhl, 2009

25 TERVEK Receptorok: GLP-1R (glucanon like peptide receptor) nglp-1r A 7TM rész kismolekulákat, peptideket köt(het) 7TM 2-3 hélix fragmens mimetikumban való jellemzése mimetikum típusa körülmények megállapítása (ph, puffer, hőmérséklet) cglp-1r A GPCR B1-es családjába tartozik, kötőpartnerek: peptidhormonok, neuropeptidek A ligandum kötésében, az aktiválásban: Az extracelluláris domain vesz részt Szerepe van az első extracelluláris loop es szegmensének

26 KÖSZÖNET Perczel András Rohonczy János Minden közreműködő munkatársnak TÁMOP

Hasonló dokumentumok

FEHÉRJÉK A MÁGNESEKBEN. Bodor Andrea ELTE, Szerkezeti Kémiai és Biológiai Laboratórium. Alkímia Ma, Budapest,

FEHÉRJÉK A MÁGNESEKBEN. Bodor Andrea ELTE, Szerkezeti Kémiai és Biológiai Laboratórium. Alkímia Ma, Budapest, FEHÉRJÉK A MÁGNESEKBEN Bodor Andrea ELTE, Szerkezeti Kémiai és Biológiai Laboratórium Alkímia Ma, Budapest, 2013.02.28. I. FEHÉRJÉK: L-α aminosavakból felépülő lineáris polimerek α H 2 N CH COOH amino