Marquage clairsemé pour la RMN des protéines

Il est de pratique courante d'enrichir les protéines à des niveaux élevés d'enrichissement en ¹³C afin d'effectuer des affectations spectrales et de déterminer finalement la structure. Cependant, un niveau élevé d'enrichissement uniforme en ¹³C crée un couplage scalaire et dipolaire entre les noyaux ¹³C directement liés, ce qui, pour les séquences dipolaires utilisées en RMN à l'état solide, crée de grands signaux qui obscurcissent souvent les signaux de faible intensité et riches en informations produits par un couplage à longue distance. Pour les séquences scalaires utilisé dans la RMN à l'état de solution, la présence de noyaux ¹³C directement liés dégrade la résolution spectrale et fournit un mécanisme de relaxation dipolaire indésirable pour le carbone alpha.

La réduction du couplage dipolaire ¹³C-¹³C est rendue possible par un marquage ¹³C clairsemé. Le marquage ¹³C clairsemé correspond à l'endroit où la protéine exprimée ne contient pas de noyaux ¹³C adjacents. Ceci peut être accompli pour dans une large mesure en utilisant sélectivement des sources de carbone marquées au ¹³C pour l'expression des protéines. Il existe plusieurs substrats différents disponibles pour le marquage ¹³C clairsemé, y compris le glucose, le glycérol et le pyruvate.

➤ ¹³C-Enriched Carbon Sources for Solid State NMR of Proteins

Application Note
➤ [2,3-¹³C]-Labeled Aromatic Residues as a Means to Improving Signal Intensities and Kick-Starting the Assignments

Stable Isotopes for Biomolecular NMR

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Foire aux questions

Qu'est-ce que l'étiquetage clairsemé et en quoi cela aide-t-il ? Dans l'étiquetage clairsemé, seule une fraction aléatoire des atomes de carbone de la protéine sont marqués. Cela facilite les expériences à l'état solide car il supprime les couplages forts à une liaison (c'est-à-dire deux atomes de ¹³C l'un à côté de l'autre), qui donnent lieu à de grands pics qui masquent les couplages plus petits et à longue portée ( plus utile pour obtenir des informations structurelles). Les glycérols 2-¹³C et 1,3-¹³C₂ sont les sources de carbone les plus populaires ; Les glucoses 1-¹³C et 2-¹³C sont également populaires.

Ce que types de supports peuvent être utilisés dans un étiquetage clairsemé ? Seulement E. coli et des cellules de levure peuvent être utilisées.

Robson, S.A.; Takeuchi, K.; Boeszoermenyi, A.; et al. 2018. Mixed pyruvate labeling enables backbone resonance assignment of large proteins using a single experiment. Nat Commun, 9(1), 356-366. PMID: 29367739
Loquet, A.; Giller, K.; Becker, S.; et al. 2010. Supramolecular interactions probed by ¹³C-¹³C solid-state NMR spectroscopy. J Am Chem Soc, 132, 15164-15166. PMID: 20932028
Wylie, B.J.; Schwieters, C.D.; Oldfield, E.; et al. 2009. Protein structure refinement using ¹³Cα chemical shift tensors. J Am Chem Soc, 131(3), 985-992. PMID: 19123862