NMR studies of dynamic biomolecular conformational ensembles.
NMR studies of dynamic biomolecular conformational ensembles.
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DOI：
10.1016/j.pnmrs.2014.11.001
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发表时间：
2015-02
影响因子：
6.1
通讯作者：
Torchia, Dennis A.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Torchia, Dennis A.
多维异核核磁共振方法可以提供几乎完整的同位素富集型生物分子的顺序信号分配。赋值的可用性以及对自旋驰豫速率、剩余自旋相互作用、J耦合和化学位移的测量，在原子分辨率上提供了从ps到ms的时间尺度上的内部动力学信息，无论是在溶液中还是在固体中。然而，由于生物分子的复杂性，即使从大量的核磁共振数据中提取生物分子运动的唯一原子分辨率描述，当许多构象在多个时间尺度上被采样时，也是不可能的。出于这个原因，强大的计算方法越来越多地应用于大型核磁共振数据集，以阐明由生物分子采样的构象系综。在过去的十年里，人们对一类重要的生物分子给予了相当大的关注，这些生物分子通过与各种各样的目标分子结合而发挥作用。当前感兴趣的问题是：“当游离生物分子与不同的靶标结合时，它是否对构象集合进行了采样；如果是这样，对该集合进行采样的时间尺度是多少？”这篇文章回顾了最近为回答这些问题所做的努力，重点是比较不同研究人员对相同生物分子所获得的系综。对三种生物分子：泛素、钙调蛋白和HIV-1反式激活反应RNA的结果进行了详细的比较。
Multidimensional heteronuclear NMR approaches can provide nearly complete sequential signal assignments of isotopically enriched biomolecules. The availability of assignments together with measurements of spin relaxation rates, residual spin interactions, J-couplings and chemical shifts provides information at atomic resolution about internal dynamics on timescales ranging from ps to ms, both in solution and in the solid state. However, due to the complexity of biomolecules, it is not possible to extract a unique atomic-resolution description of biomolecular motions even from extensive NMR data when many conformations are sampled on multiple timescales. For this reason, powerful computational approaches are increasingly applied to large NMR data sets to elucidate conformational ensembles sampled by biomolecules. In the past decade, considerable attention has been directed at an important class of biomolecules that function by binding to a wide variety of target molecules. Questions of current interest are: “Does the free biomolecule sample a conformational ensemble that encompasses the conformations found when it binds to various targets; and if so, on what time scale is the ensemble sampled?” This article reviews recent efforts to answer these questions, with a focus on comparing ensembles obtained for the same biomolecules by different investigators. A detailed comparison of results obtained is provided for three biomolecules: ubiquitin, calmodulin and the HIV-1 trans-activation response RNA.
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