Usando el RMN para estudiar el movimiento de la proteína: una entrevista con Fabián Ferrage, École Normale Supérieure, París


Fabien Ferrage
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¿Puede usted darnos una reseña abreviada del trabajo que usted presentó en ENC 2014 (conferencia de resonancia magnética nuclear experimental)?

Presenté un cierto trabajo que hice usando un nuevo prototipo de Bruker. Estamos intentando observar algunas propiedades de una manera que sea muy diferente a la técnica usual del RMN de usar un campo magnético fijo, alto, homogéneo en un imán criogénico agradable.

Qué queremos ahora hacer es explora algunas propiedades sobre una amplia gama de campos magnéticos y la manera más barata para que lo hagamos es apenas mover nuestras muestras lejos del corazón de nuestro alto electroimán del campo de Bruker por lo que necesitamos.

En nuestro caso, ése es apenas algunos diez de centímetros y para esto utilizamos algo que llamamos una lanzadera del `,” que es apenas una muestra muy pequeña que activamos con aire tan rápidamente como podemos, como hacia adentro una escopeta de aire comprimido.

Entonces estamos observando algunas propiedades el campo inferior y podemos descubrir y observar un espectro de Rmn de alta resolución realmente agradable.

¿Cuáles son algunas de las acciones que usted ha podido observar con este sistema?

La propiedad que estamos observando es lo que llamamos relajación del `,' que refiere al régimen en el cual nuestro sistema está volviendo al equilibrio.

Estamos observando este índice de relajación con diversos campos magnéticos bastante que apenas un alto campo magnético, como la gente ha estado haciendo por algunas décadas. La gente ha estudiado movimientos de la proteína en calendarios del nanosegundo y del picosegundo usando apenas altos campos, pero podemos ahora variar las acciones del campo magnético y del mapa que ocurren en un alcance difícil de calendarios, particularmente, los nanosegundos.

Esto es difícil de observar, porque es un calendario adonde las proteínas apenas giran naturalmente, algo que llamamos la difusión rotatoria. Incluso apenas con los tiros de las moléculas de agua, las proteínas se mueven, y así que es muy difícil al deconvolute los movimientos intrínsecos de la proteína y de este venirse abajo total.

Primero hemos aplicado la nueva técnica a un ubiquitin modelo de la proteína, que ha sido estudiado por el RMN por 20 a 25 años y caracterizado muy bien por diversos métodos, incluyendo su estructura y movimientos.

Qué hemos visto usando este aparato para observar la relajación sobre una amplia gama de campos magnéticos, es mucho más movimiento que pensamos real que podríamos ver. En el caso de ubiquitin, por ejemplo, hay un giro en alguna parte que se mueve muy ampliamente y estos movimientos son muy relevantes porque ocurren cuando el ubiquitin está atando a otra proteína.

Cuál es también grande sobre la relajación es que ahora podemos caracterizar el calendario de estos movimientos, que son inaccesibles a otro RMN-basaron técnicas experimentales.

¿Cuáles son los usos que usted como exploraría en el futuro?

Un grupo de las proteínas que son muy desafiadoras y fueron descubiertas solamente realmente hace aproximadamente 15 años, es las proteínas intrínseco desordenadas.

Cuando usted piensa en una proteína, usted piensa generalmente en algo con una estructura agradable, pero resulta que muchas proteínas, determinadas en eucariotas, tienen fragmentos desordenados largos que sean desordenados in vivo y in vitro. Ese desorden es real importante para su función, pero porque son desordenados, la física de su movimiento es de alguna manera muy diferente de la de una proteína bien doblada.

Ahora estamos intentando recopilar tanta información como podemos en movimientos, conectado para decir calendarios del picosegundo y del nanosegundo, para entender la velocidad a la cual explorará un espacio conformacional muy complejo.

  • ¿Cómo se mueve?
  • ¿En qué calendarios?
  • ¿Por qué amplitud hay distribuciones de movimientos?

Estamos comenzando a utilizar esta nueva muestra “lanzadera” para hacer la relajación en las proteínas desordenadas e intento para entender cuáles son los contenidos, en términos de calendarios, en los movimientos que ejercen.

¿Cómo se pudo esta técnica utilizar en las maneras que afectan a nuestras vidas cotidianas?

El tipo de investigación que lo hago es realmente muy fundamental. Se quita lejos de usos pero si podría dar un ejemplo de un uso que podría resultar de este análisis fino de la dinámica de la proteína, sería el diseño racional de las drogas que atarán un objetivo dado de la proteína.

Esto se ha hecho durante mucho tiempo, basado inicialmente apenas en la estructura de una proteína, y ahora resulta que es realmente necesario tener en cuenta, no sólo la estructura, pero también la dinámica y entender cómo fluctúan estas estructuras a tiempo.

Así pues, mucho mejor una comprensión de la dinámica de la proteína será útil para este tipo de uso farmacéutico.

¿Qué clase de retos usted encontró el trabajo en este proyecto, y cómo usted los venció?

Cuando usted trabaja con un prototipo, usted parece muchos problemas. Hemos reparado algunos de éstos, con la ayuda de ingenieros realmente buenos pero también parecimos algunos otros problemas que eran difíciles de resolver, aunque los contábamos con a un grado.

Por ejemplo, le informé sobre cómo medimos los regímenes en los cuales los sistemas vuelven al equilibrio y que estos regímenes están controlados muy bien cuando hacemos eso en el alto electroimán del campo… pero cuando usted tiene que ir fuera de su antena del campo del alto, después usted tiene que abandonar en toda la metodología del RMN que se ha desarrollado durante los 20 a 25 años pasados.

Los regímenes que usted consigue no son los regímenes verdaderos de la relajación y usted necesitará corregir eso, así que mis estudiantes aquí tuvieron que trabajar realmente difícilmente por varios meses para desarrollar el software que podría predecir las correcciones necesitaríamos. Éste era uno de los aspectos resistentes de analizar los datos, pero somos realmente felices con el resultado.

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    Bruker BioSpin - NMR, EPR and Imaging. (2018, August 23). Usando el RMN para estudiar el movimiento de la proteína: una entrevista con Fabián Ferrage, École Normale Supérieure, París. 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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