Grote eiwitten helder in beeld

14 december 2015

Aan het Bijvoet Centrum voor Biomolecular Research van de Universiteit Utrecht, bij de afdeling NMR-spectroscopie, hebben chemici een nieuwe aanpak ontwikkeld om met 1H-gedetecteerde vaste stof NMR-spectroscopie goed opgeloste spectra te krijgen van hoofd- en zijketen protonen. Op deze manier slaagden de onderzoekers erin van membraaneiwitten spectra met een uitstekende resolutie te verkrijgen. Ze hebben onlangs hun onderzoek gepubliceerd in 'Angewandte Chemie'.

Om bij solid-state NMR (ssNMR) een bruikbaar spectrum te verkrijgen worden in grote eiwitten de veelvoorkomende atomen door isotopen (zoals 2H, 13C of 15N) vervangen; dit proces heet ‘labelen’. 1H-detectie kan de spectrale gevoeligheid in biologische ssNMR sterk verbeteren, zodat het onderzoek van grotere en meer complexe eiwitten mogelijk wordt. In de regel worden daarvoor de 1H-atomen vervangen door 2H-atomen. Hierdoor gaan echter protonen in alifatische zijketens verloren, die juist belangrijke informatie geven over eiwitstructuur en functie. Om dit probleem te omzeilen introduceren de Utrechtse wetenschappers een isotopen labeling methode voor ssNMR 1H-detectie, welke hoge kwaliteit spectra geeft voor protonen in zowel de zij- als hoofdketen.

Met deze nieuwe methode zal het belang van vaste stof NMR spectroscopie aanzienlijk toenemen, in het bijzonder voor membraaneiwitten of peptide-samenstellingen zoals fibrillen, die meestal niet als preparaat in microkristallijne vorm kunnen worden verkregen.

D. Mance, T. Sinnige, M. Kaplan, S. Narasimhan, M. Daniëls, K. Houben, M. Baldus, M. Weingarth, ´An efficient labeling approach to harness backbone and side-chain protons in 1H-detected solid state NMR spectroscopy’, Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54.

Dit onderzoek is mede mogelijk gemaakt door NWO Chemische Wetenschappen (Baldus: TOP-subsidie 2008, NWO-middelgroot 2009, NWO-groot 2010, Vici 2011, Weingarth: Veni 2012 en Vidi 2014).

Bron: NWO