Spektrometria NMR białek pod ciśnieniem

Białka poddane ciśnieniu zmieniają swoją strukturę i tworzą rzadkie konformacje, które pozwalają odkryć sposób przyłączania ligandów lub mechanizm katalizowania reakcji. Naukowcy opracowali urządzenie, które potrafi poddać ciśnieniu białka analizowane za pomocą spektrometrii nuklearnego rezonansu magnetycznego (NMR).

Określenie dokładnej budowy przestrzennej białek nastręcza trudności ze względu na fakt, że ułożenie grup chemicznych budujących białek ulega ciągłym zmianom, są to zmiany zachodzące w ciągu milisekund. Wiadomo od dłuższego czasu, że poddając białko ciśnieniu można otrzymać stabilną jego konformację. Informację tę pozyskano na drodze spektroskopii UV/Vis lub spektroskopii fluorescencyjnej. Najwięcej jednak informacji na temat budowy białka można otrzymać za pomocą nuklearnego rezonansu magnetycznego NMR, niestety w tej technice bezpieczne zastosowanie w krótkim czasie pomiaru ciśnienia jest bardzo trudne.

Hans Robert Kalbitzer wraz ze współpracownikami z Uniwersytetu Regensburg w Niemczech skonstruowali urządzenie składające się z serii zaworów, dwóch czujników ciśnienia i pompy, które umieszczone jest na zewnątrz spektrometru i kontroluje poprzez specjalne węże ciśnienie próbki wewnątrz spektrometru NMR. Po zoptymalizowaniu warunków można osiągnąć w ciśnienie 80 MPa w czasie 30 ms.

Na tę chwilę badacze określili nową metodę NMR jako spektroskopię przejściowego zaburzenia ciśnienia. Badanie zaczyna się w momencie, zadziałania impulsu ciśnienia które zmienia strukturę białka umieszczonego w roztworze w komorze pomiarowej NMR, następnie następuje powrót do pierwotnej struktury białka przy normalnym ciśnieniu. Otrzymywany jest w ten sposób wynik badania NMR zawiera dane na temat kinetyki procesu zmiany konformacji białka.

Obecnie na rynku brak jest dla laboratoriów badawczych i analitycznych urządzenia do tak szczegółowego badania białek za pomocą NMR, jednak po pierwszych sukcesach Kalbitzer rozpoczął rozmowy z kilkoma firmami nad wdrożeniem urządzenia do komercyjnej produkcji.

(pj)