Utilização NMR para estudar o movimento da proteína: uma entrevista com Fabien Ferrage, École Normale Supérieure, Paris


Fabien Ferrage
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Pode você dar-nos uma breve vista geral do trabalho que você apresentou em ENC 2014 (conferência experimental da ressonância magnética nuclear)?

Eu apresentei algum trabalho que eu fiz usando um protótipo novo de Bruker. Nós estamos tentando olhar algumas propriedades em uma maneira que seja muito diferente à técnica NMR usual de usar um campo magnético fixo, alto, homogéneo em um ímã criogênico agradável.

O que nós queremos fazer agora é explora algumas propriedades sobre uma vasta gama de campo magnèticos e a maneira a mais barata para que nós façam-na é mover apenas nossas amostras longe do coração de nosso ímã de campo alto de Bruker tanto quanto nós precisamos.

Em nosso caso, aquele é apenas alguns dez dos centímetros e para este nós usamos algo que nós chamamos uma canela do `,” que é apenas uma amostra muito pequena que nós empurremos com ar tão rapidamente como nós podemos, como dentro uma arma de sopro.

Nós estamos olhando então algumas propriedades no baixo campo e nós podemos detectar e observar um espectro NMR de alta resolução realmente agradável.

Que são alguns dos eventos que você pôde olhar com este sistema?

A propriedade que nós estamos olhando é o que nós chamamos abrandamento do `,' que refere a taxa em que nosso sistema está indo para trás ao equilíbrio.

Nós estamos olhando esta taxa de abrandamento com vários campo magnèticos um pouco do que apenas um campo magnético alto, como os povos têm feito por algumas décadas. Os povos estudaram movimentos da proteína em calendários do nanossegundo e do picosegundo usando apenas campos altos, mas nós podemos agora variar os eventos do campo magnético e do mapa que ocorrem em uma escala difícil dos calendários, em particular, nanossegundos.

Isto é difícil de olhar, porque é um calendário aonde as proteínas apenas girem naturalmente, algo que nós chamamos a difusão rotatória. Mesmo apenas com os tiros de moléculas de água, as proteínas movem-se, e assim que é muito difícil ao deconvolute os movimentos intrínsecos da proteína e desta caída total.

Nós aplicamos primeiramente a técnica nova a um ubiquitin modelo da proteína, que fosse estudado por NMR por 20 a 25 anos e caracterizado muito bem por vários métodos, incluindo seus estrutura e movimentos.

O que nós vimos usando este instrumento para olhar o abrandamento sobre uma escala larga dos campo magnèticos, é muito mais movimento do que nós pensamos realmente que nós poderíamos ver. No caso do ubiquitin, por exemplo, há uma volta em algum lugar que se mova bastante amplamente e estes movimentos sejam muito relevantes porque ocorrem quando o ubiquitin está ligando a uma outra proteína.

O que é igualmente grande sobre o abrandamento é que agora nós podemos caracterizar o calendário destes movimentos, que são inacessíveis a outro NMR-basearam técnicas experimentais.

Que são as aplicações que você como exploraria no futuro?

Um grupo de proteínas que são bastante desafiantes e foram descobertas somente realmente aproximadamente 15 anos há, é as proteínas intrìnseca desorganizado.

Quando você pensa de uma proteína, você pensa geralmente de algo com uma estrutura agradável, mas despeja que muitas proteínas, particulares nos eukaryotes, têm os fragmentos desorganizado longos que são desorganizado in vivo e in vitro. Essa desordem é realmente importante para sua função, mas porque são desorganizado, a física de seu movimento é de algum modo bastante diferente daquela de uma proteína bem dobrada.

Nós estamos tentando agora recolher tanta informação como nós podemos em movimentos, para dizer sobre calendários do picosegundo e do nanossegundo, compreender a velocidade em que explorará um espaço conformational muito complexo.

  • Como se move?
  • Em que calendários?
  • Por que amplitude há umas distribuições dos movimentos?

Nós estamos começando usar esta amostra nova “canela” para fazer o abrandamento em proteínas desorganizado e em tentativa para compreender o que os índices são, em termos dos calendários, nos movimentos que exercem.

Como pôde esta técnica ser usada nas maneiras que afectam nossas vidas quotidianas?

O tipo de pesquisa que eu faço é realmente muito fundamental. É removido distante das aplicações mas se eu poderia dar um exemplo de uma aplicação que poderia resultar desta análise fina da dinâmica da proteína, seria o projecto racional das drogas que ligarão um alvo dado da proteína.

Isto tem sido feito por muito tempo, baseado inicialmente apenas na estrutura de uma proteína, e agora despeja que é realmente necessário levar em consideração, não somente a estrutura, mas igualmente a dinâmica e para compreender como estas estruturas flutuam a tempo.

Assim, muito melhor uma compreensão da dinâmica da proteína será útil para este tipo de aplicação farmacêutica.

Que desafia meio você encontrou o trabalho neste projecto, e como você os superou?

Quando você trabalha com um protótipo, você vem através de muitos problemas. Nós fixamos alguma destes, com a ajuda dos coordenadores realmente bons mas nós igualmente viemos através de alguns outros problemas que eram difíceis de resolver, mesmo que nós os esperássemos a um grau.

Por exemplo, eu disse-o sobre como nós medimos as taxas em que os sistemas vão para trás ao equilíbrio e que estas taxas são controladas muito bom quando nós fazemos aquele no ímã de campo alto… mas quando você tem que ir fora de sua ponta de prova do campo da elevação, a seguir você tem que dar acima em toda a metodologia NMR que estêve desenvolvida durante os últimos 20 a 25 anos.

As taxas que você obtem não são as taxas verdadeiras do abrandamento e você precisará de corrigir aquele, assim que meus estudantes aqui tiveram que trabalhar realmente duramente por diversos meses para desenvolver o software que poderia prever as correcções nós precisaríamos. Este era um dos aspectos resistentes de analisar os dados, mas nós estamos realmente felizes com o resultado.

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    Bruker BioSpin - NMR, EPR and Imaging. (2018, August 23). Utilização NMR para estudar o movimento da proteína: uma entrevista com Fabien Ferrage, École Normale Supérieure, Paris. News-Medical. Retrieved on September 20, 2019 from https://www.news-medical.net/news/20140819/Using-NMR-to-study-protein-motion-an-interview-with-Fabien-Ferrage-Ecole-Normale-Superieure-Paris.aspx.

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