利用核磁共振(NMR)进行功能和结构生物学研究

核磁共振(NMR)是一种强大的分析工具,可以用于研究蛋白质、核酸和碳水化合物等生物分子的结构和动力学。在此,我们将探讨并重点介绍如何利用核磁共振的力量进行功能和结构生物学研究。

核磁共振(NMR)是一种强大的分析工具,但它如何用于研究功能和结构生物学呢?
事实上,有几种方法:

确定分子结构:
核磁共振可用于确定生物分子的三维结构。通过分析分子内不同原子核产生的信号,核磁共振可提供不同原子间距离和角度的信息,从而确定分子的整体形状。核磁共振还适用于确定仅具有残余结构或高度柔性的生物大分子的结构组合,如(部分)无序的蛋白质或核酸。

研究蛋白质-蛋白质、蛋白质-配体和蛋白质-RNA 的相互作用:
核磁共振可用于研究蛋白质与其他分子(如小分子配体)之间的相互作用。通过分析配体加入蛋白质时 NMR 信号的变化,研究人员可以深入了解蛋白质的结合机制以及结合后发生的结构变化。

表征动力学和交换:
核磁共振可用于研究蛋白质和其他生物分子的动力学特征。通过分析分子内不同原子核的弛豫时间,核磁共振可提供有关分子运动速率的信息,这些信息可与蛋白质的功能相关联。如今,核磁共振被广泛用于研究以不同时间尺度发生的构象和化学交换。利用现代技术,核磁共振可用于研究微小的填充态,即使其发生率处于亚百分比水平。

生物标志物的鉴定:
核磁共振可用于识别生物标志物,即生物过程或疾病的分子特征。通过分析血液或尿液等生物样本的代谢特征,研究人员可以确定与特定疾病相关的特定代谢物水平的变化。

总之,核磁共振是一种多用途工具,可提供有关生物分子结构、动力学和相互作用的详细信息,是分子生物学的重要工具。

为什么选择 bioNMR?

在本系列访谈中,我们将探索如何使用核磁共振(NMR)技术进行生物学研究。来自世界各地的专家将重点介绍他们在功能和结构生物学领域开展的研究,以及 NMR 如何帮助他们塑造了自己的职业生涯。

第一集:《Beyongd Watson & Crick:核酸之舞》专访纽约哥伦比亚大学生物化学与分子生物物理学教授 Al-Hashimi博士

如需了解更多关于 Al-Hashimi’ 博士的工作内容,请访问:
www.biochem.cuimc.columbia.edu/research/research-labs/al-hashimi-lab
www.base4.bio

The Role of NMR for Disordered Proteins and Molecular Condensates

Julie Forman-Kay's research focuses on intrinsically disordered proteins, which, despite their lack of stable structures, are vital to biological processes. Her team leverages advanced NMR techniques to investigate the dynamic ensembles of these proteins and their behavior within biomolecular condensates. This research is essential for understanding how mutations in disordered regions can lead to diseases such as autism spectrum disorder. Julie’s work underscores the significance of structural biology in unraveling the mechanisms underlying protein function and pathology.

Julie Forman-Kay, Head of Molecular Medicine Program at the hospital for sick children Research Institute, Professor of Biochemistry, University of Toronto

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