Markierung von Methyl- und Aminosäuren

Protonierte Kohlenstoff-13-Methylgruppen in deuterierten Proteinen sind hervorragende Sonden für Struktur und Dynamik und sind entscheidend für die Untersuchung von Proteinen und Proteinkomplexen mit hohem Molekulargewicht. Unter Methylmarkierung versteht man Methoden, bei denen entweder ¹³CH₃- oder ¹³CHD₂-Gruppen in ein ansonsten einheitlich deuteriertes Protein eingebracht werden. Die Methylmarkierung kann sowohl in prokaryotischen als auch in eukaryotischen Expressionssystemen erreicht werden, indem die Aminosäuren in ausreichenden Mengen direkt in das Zellkulturmedium vor der Proteininduktion gegeben werden. Für E. coli-Kulturen kann eine selektive Protonierung an Methylgruppen von Isoleucin, Leucin und Valin (ILV) erreicht werden, indem 1 Stunde vor der Induktion α-Ketosäure-Vorläufer zu D₂O-basiertem Zellkulturmedium hinzugefügt werden. α-Ketoisobutyrat wird in Isoleucin umgewandelt und α-Ketoisovaleriansäure wird in Leucin und Valin umgewandelt. Diese Methodik hat den nützlichen Molekulargewichtsbereich von Proteinen und Proteinkomplexen, die durch NMR unter Verwendung von Methyl-TROSY-Techniken bewertet werden können, drastisch erweitert.

Application Notes
➤ Stereospecific Leu/Val Methyl Labeling: An Important Technology for NMR Studies of High-Molecular-Weight Complexes
➤ Production of U-[²H], Thy-γ2[¹³CH₃] Labeled Proteins for methyl-TROSY NMR
➤ Isotope Labeling of Alanine Methyl Groups on a Deuterated Background for NMR Studies of High-Molecular-Weight Proteins
➤ Specific Isotopic Labeling of Methyl Groups Has Extended the Molecular Weight Limits for NMR Studies of Protein Structure and Dynamics 

Researcher Perspective
➤ Selective Isotope-Labeling Methods for Protein Structural Studies

Stable Isotopes for Biomolecular NMR

ɑ-Keto Acids view all

Amino Acids view all

Kano, H.; Toyama, Y.; Imai, S.; et al. 2019. Structural mechanism underlying G protein family-specific regulation of G protein-gated inwardly rectifying potassium channel. Nat Commun, 10(1), 2008. PMID: 31043612
Kurauskas, V.; Schanda, P.; Sounier, R. 2017. Methyl-specific isotope labeling strategies for NMR studies of membrane proteins. Methods Mol Biol, 1635, 109-123. PMID: 28755366