Große Sprünge dank kleiner Sensoren
Neues Verfahren für die NMR-Spektroskopie bislang nicht zugänglicher Moleküle.
Um biologische Prozesse auf molekularer Ebene zu verstehen, müssen die zentralen Bausteine wie zum Beispiel Proteine in einer möglichst natürlichen Form und Umgebung untersucht werden können. Hierzu bietet die kernmagnetische Resonanz-Spektroskopie NMR einzigartige Möglichkeiten. Besonders geeignete Sensoren für diese Methode sind Methylgruppen innerhalb der Proteine. Um das Signal dieser Sensoren ausreichend zu verstärken, müssen große Teile des restlichen Proteins mittels aufwändiger Verfahren mit Deuteriumatomen angereichert werden.
Eine solche Anreicherung war bislang nur mittels spezieller Herstellungsplattformen möglich. Systeme, welche sich nicht durch diese Plattformen herstellen lassen, konnten daher bisher oft gar nicht oder nur sehr eingeschränkt mit der NMR-Spektroskopie untersucht werden. Hierzu zählt eine ganze Reihe von therapeutisch besonders wichtigen Systemen, wie Antikörper oder die Klasse der G-Protein gekoppelten Rezeptoren, auf welche ein sehr großer Teil moderner Medikamente einwirkt.
Ein internationales Forscherteam um Manuel Etzkorn von der Uni Düsseldorf hat jetzt eine neue Methode entwickelt, mit der die benötigten Eigenschaften der Sensoren in allen gängigen Herstellungsplattformen eingebaut werden können. Das Syntheseverfahren ist erheblich einfacher und über zwanzig Mal kostengünstiger als bisherige Ansätze, um Methylgruppen-Sensoren einzubauen, und es gelingt auch in bislang unzugänglichen Systemen. „Die neue Methode wird es uns und anderen ermöglichen die Bausteine des Lebens in bislang ungeahnter Detailtiefe und in möglichst natürlichen Zuständen zu untersuchen,“ so Etzkorn.
HHU / RK
Weitere Infos
- Originalveröffentlichung
A. Dubey et al.: Local deuteration enables NMR observation of methyl groups in proteins from eukaryotic and cell-free expression systems, Angew. Chem. Int. Ed. 60, 1 (2021); DOI: 10.1002/anie.202016070 - Institut für physikalische Biologie, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf