膜蛋白结构测定的多维MAS NMR新方法

批准号：

21075133

项目类别：

面上项目

资助金额：

35.0 万元

负责人：

杨俊

依托单位：

中国科学院精密测量科学与技术创新研究院

学科分类：

谱学方法与理论

结题年份：

2013

批准年份：

2010

项目状态：

已结题

项目参与者：

张正逢、李博解、王强、邹琴、齐国栋

关键词：

魔角旋转脉冲实验方法结构约束测量蛋白质的结构固体核磁共振

项目摘要

结项摘要

项目成果

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中文摘要

膜蛋白的三维结构测定是蛋白质结构研究的难题。固体NMR能够在接近膜蛋白的天然环境中研究膜蛋白的结构,具有独特的优势。在膜蛋白的的MAS NMR的研究中，准确的角度约束和距离约束的测量是计算膜蛋白的三维结构的关键，但是到目前为止还没有有效的测量这两种结构约束的方法，建立和发展新的测量膜蛋白的结构约束的MAS NMR脉冲序列可以大大推动MAS NMR 膜蛋白的三维结构测定，具有重要意义。本课题利用近年来发展起来的一些固体NMR新技术，如化学位移张量和偶极相互作用的主动恢复技术，设计新的3D MAS 脉冲序列，建立新的模型，准确测量膜蛋白主链的两种扭转角；同时利用偶极－偶极相互作用的选择性激发技术，设计新的观察异核长程相互作用的脉冲序列。在测量角度约束和距离约束的基础上，计算得到一个小的膜蛋白MerF的三维结构。

英文摘要

膜蛋白的三维结构测定是结构生物学的难题。固体核磁共振能够在磷脂双层膜的环境下研究膜蛋白的三维结构，具有独特优势。但是难以得到距离约束的问题阻碍固体核磁共振膜蛋白三维结构解析。为了解决这一问题，我们发展了PCS-Rosetta方法。这种方法通过在蛋白质上连接顺磁标签来观测PCS效应，从而得到10-25Å的距离约束。只用PCS作为距离约束并结合Rosetta计算，我们得到了模型蛋白GB1高分辨（RMSD 0.7 Å）的固体蛋白质的三维结构。PCS技术在获得结构约束条件中具有速度快、长程距离远和数量多的优势，可以大大减少固体核磁共振蛋白三维结构解析的时间耗费。这个研究工作的论文发表在JACS, 2013, 135,8294上。DCP是异核相关多维实验的基本模块，现有的DCP方法存在着效率低，稳定性低的缺点。我们还发展了两种改进的DCP技术smDCP、aSPICP，提高了DCP的效率和稳定性，这两种方法的结果发表在J. Magn. Reson.杂志上。另外，我们还测定了两个重要蛋白DAGK、Abeta纤维的结构。发表论文5篇（JACS 1篇，J. Magn. Reson.2篇， Analyst 1篇,波谱学杂志1篇）。正在修改中的论文4篇（其中Angew. Chem. Int. Ed. 2篇，Chem- Eur. .J.和J. Magn. Reson.各1篇）, 本项目培养博士研究生一名，硕士研究生2名。

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