NMR a peptid- és fehérje-kutatásban

Hasonló dokumentumok
Lehet ségek és kihívások a modern bionmr spektroszkópia területén

Lehetőségek és kihívások a modern bionmr spektroszkópia területén

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

A BioNMR spektroszkópia alapjai

0) I=0 I=1/2 I=k (k=1,2,..) töltéssel forog (I=1/2)

Bevezető. 1. ábra. A Trp-kalitka minifehérje szerkezetének szalagmodelje (PDB: 1L2Y).

Biológiailag aktív molekulák kölcsönhatásvizsgálata NMR-spektroszkópiával

A BioNMR spektroszkópia alapjai

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

KÖLCSÖNHATÁS ÉS DINAMIKA. az NMR spektroszkópia, mint a modern szem. Bodor Andrea

Mágneses magrezonancia (NMR) spektroszkópia a fehérjekutatásban. Dr. Tőke Orsolya MTA Kémiai Kutatóközpont Szerkezeti Kémiai Intézet 2007

Gyors, multidimenzionális mérések adaptálása és tesztelése a p53 fehérje rendezetlen TAD régiójának esetében

NMR spektroszkópia a fehérje biokémiában

Több oxigéntartalmú funkciós csoportot tartalmazó vegyületek

Spektroszkópiai módszerek 2.

Egy antifungális diszulfid fehérje szerkezeti dinamikája és hideg/meleg kitekeredése (avagy PAF, a hűvös sárkány)

Szerves spektroszkópia

1D multipulzus NMR kísérletek

4.2. Az Al(III) kölcsönhatása aszparaginsav-tartalmú peptidekkel

3. Sejtalkotó molekulák III. Fehérjék, enzimműködés, fehérjeszintézis (transzkripció, transzláció, poszt szintetikus módosítások)

Bioinformatika előad

Példák egyszerű szerves vegyületek 1 H és 13 C jelhozzárendelésére. Tartalomjegyzék: - etanol - (D)-glükópiranóz

Peptidek és fehérjék szerkezetvizsgálata spektroszkópia és in silico módszerekkel

Példák egyszerű szerves vegyületek 1 H és 13 C jelhozzárendelésére. Tartalomjegyzék: - etanol - (D)-glükópiranóz

Mágneses magrezonancia (NMR) spektroszkópiák

NMR operátori gyakorlat II. TTKML0530

Kis rendszer nagy kérdés

4.3. Az AcLysSerProValValGluGly heptapeptid Al(III)-kötő sajátságának jellemzése

MÁGNESES MAGREZONANCIA (NMR) MÓDSZEREK TOVÁBBFEJLESZTÉSE SZÉLESSÁVÚ HOMONUKLEÁRIS PROTONLECSATOLÁS BEÉPÍTÉSÉVEL. Timári István

Az aminosavak peptidek és fehérjék koronázatlan királyai, kémiai Nobel-díjak:

Bioinformatika 2 6. előadás

MEDICINÁLIS ALAPISMERETEK AZ ÉLŐ SZERVEZETEK KÉMIAI ÉPÍTŐKÖVEI AZ AMINOSAVAK ÉS FEHÉRJÉK 1. kulcsszó cím: Aminosavak

A fehérjék hierarchikus szerkezete

Mágneses módszerek a műszeres analitikában

Bevezetés a bioinformatikába. Harangi János DE, TEK, TTK Biokémiai Tanszék

Mi mindenről tanúskodik a Me-OH néhány NMR spektruma

A Ca 2+ szerepe a tormaperoxidáz enzim aktív szerkezetében. Szigeti Krisztián

2. NMR SPEKTROSZKÓPIA A GYÓGYSZERIPAR SZOLGÁLATÁBAN

Szacharóz OH HO O O OH HO O OH HO OH HO 1

INTRA- ÉS INTERMOLEKULÁRIS CSEREFOLYAMATOK VIZSGÁLATA OLDAT- ÉS SZILÁRDFÁZISÚ MULTINUKLEÁRIS NMR SPEKTROSZKÓPIÁVAL

NMR SPEKTROSZKÓPIAI SPEKTRUMGYŰJTEMÉNY

3. Sejtalkotó molekulák III.

Ciszteinek szerkezetstabilizáló hatásának vizsgálata minifehérjékben

NMR spektroszkópia (Nuclear Magnetic Resonance) Mágneses (atom)magrezonancia Spektroszkópia

MEDINPROT Gépidő Pályázat támogatásával elért eredmények

Hegedüs Zsófia. Konformációsan diverz -redős szerkezetek utánzása -peptid foldamerek segítségével

Mágneses módszerek a mőszeres analitikában

MÁGNESES MAGREZONANCIA A KÉMIÁBAN, GYÓGYSZERÉSZETBEN, ORVOSTUDOMÁNYBAN

fˆ = Klasszikus mechanika Kvantummechanika Fizikai modell r: koordináta p: lendület Állapot ), komplex függvény Ψ(r 1 Fizikai mennyiség Mérés

MÁGNESES MAGREZONANCIA A KÉMIÁBAN, GYÓGYSZERÉSZETBEN, ORVOSTUDOMÁNYBAN

Szerves vegyületek szerkezetfelderítése NMR spektroszkópia

A fehérjék szerkezete és az azt meghatározó kölcsönhatások

A Magyar Biokémiai Egyesület tájékoztatója Quarterly Bulletin of the Hungarian Biochemical Society

Záróvizsga követelmények (Vegyész mesterképzési szak)

Németh Anikó 1,2, Kosáry Judit 1, Fodor Péter 1, Dernovics Mihály 1

Válasz. A kérdésekre, kritikai megjegyzésekre az alábbiakban válaszolok:

A PACIFASTIN PROTEÁZ-INHIBITOR CSALÁD SZERKEZET-FUNKCIÓ VIZSGÁLATA NMR SPEKTROSZKÓPIA ÉS IRÁNYÍTOTT EVOLÚCIÓ SEGÍTSÉGÉVEL. Doktori (PhD) értekezés

CD-spektroszkópia. Az ORD spektroskópia alapja

Bioinformatika 2 5. előadás

Az elektromágneses hullámok

Vektorok, mátrixok, tenzorok, T (emlékeztető)


3

ä ä

Szerkezetvizsgáló módszerek

Martinek Tamás: "Peptid foldamerek: szerkezet és alkalmazás" című MTA Doktori értekezésének bírálata

Foton-visszhang alapú optikai kvantum-memóriák: koherens kontroll optikailag sűrű közegben

Röntgendiffrakció, tömegspektrometria, infravörös spektrometria.

Hemoglobin - myoglobin. Konzultációs e-tananyag Szikla Károly

A fehérjék hierarchikus szerkezete

Citrátkör, terminális oxidáció, oxidatív foszforiláció

( ) NMR gerjesztési frekvencia. Oldott és szilárd NMR elmélete és méréstechnikája. Kémiai árnyékolás. Mágneses kölcsönhatási energiák.

Fourier transzformáció

lásd: enantiotóp, diasztereotóp

Egy rendezetlen miozin fragmens, a homodimer. S100A4 fehérje, illetve az egymással alkotott. átkaroló komplex NMR-spektroszkópiai jellemzése

Gáspári Zoltán. Élő molekulák az élet molekulái

GBN304G Alkalmazott kartográfia II. gyakorlat

KOMPLEMENT KONTROLL MODULOK VIZSGÁLATA NMR-SPEKTROSZKÓPIÁVAL

1. feladat. Versenyző rajtszáma: Mely vegyületek aromásak az alábbiak közül?

Fehérjék felépítése és struktúrája. Aminosav oldalláncok. A fehérjék királis elemekből (α-l-aminosavakból) épülnek fel

Szerves Kémiai Problémamegoldó Verseny

Szerves kémiai szintézismódszerek

Fizikai kémia Mágneses magrezonancia spektroszkópia alapjai. Mágneses magrezonancia - NMR. Mágneses magrezonancia - NMR

Bioinformatika előadás

HYDROXYPROPYLBETADEXUM. Hidroxipropilbetadex

A Proteomika Szolgáltató Laboratóriumban elérhető szolgáltatások

Nukleinsavak építőkövei

Biológiai molekulák számítógépes szimulációja Balog Erika

a. Szinaptikus jelátvitel b. Receptorok c. Szignál transzdukció neuronokban d. Neuromoduláció. Szinaptikus jelátvitel.

Műszeres analitika II. (TKBE0532)

TDK lehetőségek az MTA TTK Enzimológiai Intézetben

A fehérjék hierarchikus szerkezete. Szerkezeti hierarchia. A fehérjék építőkövei az aminosavak. Fehérjék felosztása

BIOFIZIKA. Metodika- 4. Liliom Károly. MTA TTK Enzimológiai Intézet

Enzimek. Enzimek! IUBMB: szisztematikus nevek. Enzimek jellemzése! acetilkolin-észteráz! legalább 10 nagyságrend gyorsulás. szubsztrát-specificitás

HYDROXYPROPYLBETADEXUM. Hidroxipropilbetadex

Fehérjeszerkezet, és tekeredés

MedInProt Szinergia IV. program. Szerkezetvizsgáló módszer a rendezetlen fehérjék szerkezetének és kölcsönhatásainak jellemzésére

Dóczy-Bodnár Andrea október 3. Magmágneses rezonancia (NMR) és elektronspinrezonancia (ESR) alapjai

Alkalmazott spektroszkópia


Átírás:

NMR a peptid- és fehérje-kutatásban

A PDB adatbázisban megtalálható NMR alapú fehérjeszerkezetek számának alakulása az elmúlt évek során 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1987 1988 1989 1990 1991 1992 PDB = protein data bank 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004

Kémiai Nobel-díj 2002 Kurt Wüthrich "for the development of methods for identification and structure analyses of biological macromolecules"

NMR spektrum spinrendszerek sa spinrendszerek szekvenciális rendezése kényszerfeltételek telek alapján szerkezetszámol molás

1. spinrendszerek sa 2. spinrendszerek szekvenciális rendezése 3. kényszerfeltételek telek alapján szerkezetszámol molás

spinrendszerek sa Homonukleáris eljárás (homonukleáris 3 J, M<8kDa) ( 1 H- 1 H COSY, 1 H- 1 H RELAY, 1 H- 1 H TOCSY ) Heteronukleáris eljárás (heteronukleáris 1 J, 2 J, 3 J) 15 N-szerkesztés (M <15kDa) ( 1 H- 15 N TOCSY-HSQC, 1 H- 15 N NOESY-HSQC ) 15 N, 13 C-szerkesztés (M <20kDa) (HNCA, HNCOCA,.) 15 N, 13 C-szerkesztés ( 2 H) (M <30kDa)

spinrendszerek sa Peptidekben és s a fehérj rjékben az aminosavak hidrogénatomjai elkülönülő spinrendszereket alkotnak 3 J Ala Ser Glu Gly Phe Cys

spinrendszerek sa 1 H-spektrum I S -I y és -S y és I x sin(ω I t 1 ) S x sin(ω S t 1 ) Ω I Ω S F1(ppm) A spektrumban a J IS okozta modulációtól eltekintünk

spinrendszerek sa Egy ~17 kda globuláris fehérje 1 H-spektruma H 2 O/D 2 O 9/1, T=300K, c 1mM 10.0 9.0 8.0 7.0 6.0 (ppm) 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0

spinrendszerek sa 1 H- 1 H TOCSY protonok teljes korrelációját létrehozó spektrum I NH H γ1 Hγ2 γ2 H α S 1 S 2 H β 3S H 4 γ1 H3S γ2 3 I y K H α H β F 1 (ppm) ΣS kx β od sin(ω I t 1 )cos(ω S t 2 ) k=1 diagonális jelek diagonálison kívüli jelek NH β od = diagonálison F 2 (ppm) kívüli intenzitások A spektrumban a J IS okozta modulációtól eltekintünk

spinrendszerek sa Fehérje modul 1 H- 1 H TOCSY spektruma

spinrendszerek sa 15 N-szerkesztéssel 3D-TOCSY-HSQC 2I z β od cos(ω K t 1 ) 2I z cos(ω I t 1 ) I x β od cos(ω K t 1 )cos(ω N t 2 ) I x β od sin(ω I t 3 ) cos(ω N t 2 ) cos(ω K t 1 ) -I y N K I Ω NH Ω H 2I z N y β od cos(ω K t 1 ) 2I z N y β od cos(ω K t 1 )cos(ω N t 2 ) Ω N β od = off diagonális intenzitás A J IK okozta modulációtól eltekintünk

spinrendszerek sa 15 N-szerkesztett TOCSY spektrum 1 H- 1 H TOCSY amid NH (ujjlenyomat) tartománya Homonukleáris 2D TOCSY

spinrendszerek sa 15 N-szerkesztett 2D TOCSY 1 H 1 H- 1 H TOCSYamid NH (ujjlenyomat) tartománya 1 H 15 N 1 H- 15 N 3D TOCSY-HSQC csíkok EVTCEPGTTFKDKCNTCRCGSDGKSAACTLKACPQ

spinrendszerek sa 15 N, 13 C-szerkesztéssel 3D-HNCA -H y H x cos(ω N t 1 ) cos(ω Cα(i) t 2 ) cos(ω H t 3 ) és H x cos(ω N t 1 ) cos(ωc α(i-1) t 2 ) cos(ω H t 3 ) Ω Cα(i) C α(i-1) N C α(i) Ω Cα(i-1 H Ω NH Ω N A skaláris csatolás okozta modulációktól eltekintünk

(AMX) Ser (AX) Gly 1. spinrendszerek sa (A 3 X) Ala (A 2 M 2 X) Glu 2. spinrendszerek szekvenciális rendezése 3. kényszerfeltételek telek alapján szerkezetszámol molás

A szekvenciális hozzárendel rendelés és s a szerkezetszámol molás s alapja a nukláris Overhauser- effektus (NOE) 6Å (NOE) Távolság jellegű adatok

spinrendszerek szekvenciális rendezése A spinrendszereks szekvenciális rendezését biztosító H α i-1-h NH i NOE-k Ala Ser Glu Gly Phe Cys

spinrendszerek szekvenciális rendezése Ala Glu Ser A szekvenciális hozzárendel rendelés Phe Gly Cys Ala Ser Glu Gly Phe Cys

(AMX) Ser (AX) Gly 1. spinrendszerek sa (A 3 X) Ala (A 2 M 2 X) Glu 2. spinrendszerek szekvenciális rendezése - Ala Ser Glu - Gly - 3. kényszerfeltételek telek alapján szerkezetszámol molás

szerkezetszámol molás Fehérje modul 1 H- 1 H NOESY spektruma

Fehérjék NMR-szerkezetvizsgálata Kurt Wüthrich (ETH, Zürich) OmpX bakteriális membránfehérje térszerkezete Mozgékony szekvenciarésszel rendelkező prion fehérje

Biomolekulák dinamikai vizsgálata GCN4 élesztő transzkripciós faktor gerinc-dinamikájának vizsgálata Arthur G. Palmer III (Columbia University)

Fehérje feltekeredés vizsgálatok (ns és ms időskálán) Alan Fersht (Cambridge University)

A proteomika és a szerkezeti genomika korában az Kösz NMR-spektroszkópia szönöm m megtisztelő jelentősége figyelmüket tovább ket! nő! És ha nem láthatunk már többet, szálljon tovább a képzeletünk. Képzeletünk elfáradt, de a természet kimeríthetetlenül gazdag marad PASCAL: Gondolatok

A részletesebb és s a csatolási si tényezt nyezőt t is tartalmazó képek

spinrendszerek sa Egy ~17 kda globuláris fehérje 1 H-spektruma H 2 O/D 2 O 9/1, T=300K, c 1mM amid aromás H α alifás metil 10.0 9.0 8.0 7.0 6.0 (ppm) 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0

spinrendszerek sa I 1 H- 1 H COSY (homonukleáris korrelációs spektrum) 2I z S y sin(ω I t 1 ) S Ω S I y S x sin(ω I t 1 )cos(ω S t 2 ) Ω I 2I y S z sin(ω I t 1 ) Ω I Ω S

spinrendszerek sa 1 H- 1 H COSY NH Hγ2 γ2 H α H γ1 H β H β H γ1 H γ2 H α F 1 (ppm) Ω S NH Ω I Ω I Ω S F 2 (ppm) A spektrumban a J IS okozta modulációtól eltekintünk

1 H- 1 H COSY (homonukleáris korrelációs spektrum) J IS 8±6Hz I 2I z S y sin(ω I t 1 )sin(πj IS t 1 ) S Ω S I x S x sin(ω I t 1 )sin(πj IS t 1 ) cos(ω S t 2 )sin(πj IS t 2 ) Ω I 2I y S z sin(ω I t 1 )sin(πj IS t 1 ) Ω I Ω S

2I z cos(ω I t 1 )cos(πj IK t 1 ) I x a II cos(ω I t 1 ) cos(πj IK t 1 )cos(ω N t 2 ) és I x a IK cos(ω K t 1 )cos(πj IK t 1 )cos(ω N t 2 ) 3D-NOESY-HSQC I x a IK cos(ω K t 1 )cos(πj IK t 1 ) sin(ω I t 3 )cos(πj IK t 3 ) cos(ω N t 2 ) I z 2I z a II cos(ω I t 1 )cos(πj IK t 1 ) és 2I z a IK cos(ω K t 1 )cos(πj IK t 1 ) 2I z N y a II cos(ω I t 1 )cos(πj IK t 1 ) és 2I z N y a IK cos(ω K t 1 )cos(πj IK t 1 ) 2I z N y a II cos(ω I t 1 ) cos(πj IK t 1 )cos(ω N t 2 ) és 2I z N y a IK cos(ω K t 1 )cos(πj IK t 1 )cos(ω N t 2 )

spinrendszerek azonos Heteronukleáris sa egyszeres-kvantum koherencia spektrum HSQC = Heteronuclear Single-Quantum Coherence 1,1 J~90Hz H z Ω N -2H z N y +2H z N y cos(ω N t 1 ) H x cos(ω N t 1 ) H x cos(ω N t 1 )cos(ω H t 2 ) Ω H

spinrendszerek sa 3D-NOESY-HSQC

2I z cos(ω I t 1 ) I x a IK cos(ω K t 1 )cos(ω N t 2 ) I x a IK cos(ω K t 1 ) sin(ω I t 3 ) cos(ω N t 2 ) 3D-NOESY-HSQC I z 2I z a IK cos(ω K t 1 ) 2I z N y a IK cos(ω K t 1 )cos(ω N t 2 ) 2I z N y a IK cos(ω K t 1 ) A J Ik okozta modulációtól eltekintünk

spinrendszerek sa 2H z N x C α(i-1) z cos(ω N t 1 ) és 2H z N x C α(i) 3D-NHCA z cos(ω N t 1 ) 2H z N y cos(ω N t 1 ) H z H x cos(ω N t 1 ) cos(ω Cα(i) t 2 ) cos(ω H t 3 ) és H x cos(ω N t 1 ) cos(ωc α(i-1) t 2 ) cos(ω H t 3 ) 2H z N y Ω Cα(i) C α(i- 1) H N C α(i) 2H y N x C y α(i-1) cos(ω N t 1 ) és 2H y N x C y α(i) cos(ω N t 1 ) 2H y N x C α(i-1) y cos(ω N t 1 ) cos(ω Cα(i) t 2 ) és 2H y N x C α(i) y cos(ω N t 1 ) cos(ωc α(i-1) t 2 ) Ω NH Ω Cα(i-1 Ω N A skaláris csatolás okozta modulációktól eltekintünk