Uniaxial Diffusional Narrowing of NMR Lineshapes for Membrane Proteins Reconstituted in Magnetically Aligned Bicelles and Macrodiscs


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Structure and dynamics of membrane proteins can be effectively studied by oriented-sample solid-state nuclear magnetic resonance (NMR) techniques when the lipid bilayers are macroscopically aligned with respect to the main magnetic field. Magnetic alignment of the protein-containing membrane bilayer results from the negative susceptibility anisotropy of the lipid hydrocarbon interior yielding perpendicular sample alignment. At this orientation, while the uniformity of alignment represents an essential prerequisite for obtaining high-quality NMR spectra, further line narrowing is obtained by uniaxial motional averaging of the azimuthal parts of the chemical shift anisotropies and dipolar couplings. The motional averaging is brought about by uniaxial rotational diffusion of the protein molecules about the normal to the membrane surface, which is perpendicular to the magnetic field. Uniaxial averaging is efficient when the motion about the axis of alignment becomes sufficiently fast (on the timescale of the dipolar couplings and chemical shift anisotropies). Line narrowing under uniaxial rotation can be theoretically modeled using the stochastic Liouville equation. In this mini-review, we illustrate the method of uniaxial averaging for the relatively small Pf1 coat protein which exhibits excellent resolution in magnetically aligned bicelles due to its fast uniaxial diffusion and even superior resolution in large (30 nm) nanodiscs (macrodiscs) stabilized by a belt peptide. Spectra of Pf1 coat protein in polymer-stabilized macrodiscs, an alternative and more robust alignment media, are presented. We also report on preliminary spectra of a much larger protein—uniformly 15N labeled M1-M4 domain for the human acetylcholine receptor. While some spectral resolution is apparent, significantly broader linewidths emphasize the need for creating fast rotating discoidal membrane mimetics.

Об авторах

Deanna Tesch

Department of Chemistry, North Carolina State University; Department of Chemistry, Shaw University

Email: alex_nevzorov@ncsu.edu
США, 2620 Yarbrough Drive, Raleigh, NC, 27695-8204; 118 E South St, Raleigh, NC, 27601

Zhaleh Pourmoazzen

Department of Chemistry, North Carolina State University

Email: alex_nevzorov@ncsu.edu
США, 2620 Yarbrough Drive, Raleigh, NC, 27695-8204

Emmanuel Awosanya

Department of Chemistry, North Carolina State University

Email: alex_nevzorov@ncsu.edu
США, 2620 Yarbrough Drive, Raleigh, NC, 27695-8204

Alexander Nevzorov

Department of Chemistry, North Carolina State University

Автор, ответственный за переписку.
Email: alex_nevzorov@ncsu.edu
США, 2620 Yarbrough Drive, Raleigh, NC, 27695-8204

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Springer-Verlag GmbH Austria, part of Springer Nature, 2018

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».