Высокоточное аналитическое оборудование
(отдел продаж)
(сервисный отдел)

Методы SAXS и ЯМР для определения структуры биомолекул

Объединенные результаты методов малоуглового рассеяния рентгеновских лучей и ЯМР-спектроскопии дают информацию о структуре биомолекулярных комплексов и помогают лучше понять их роль в биологических процессах.

Анализ образцов сложных биомолекулярных систем

Структурные и динамические характеристики биомолекулярных белковых комплексов являются ключевыми для понимания основных биологических процессов и механизмов, а также их роли в заболеваниях. Сложность этих систем, а также необходимость их измерения в естественном состоянии, то есть в растворах, делает затруднительным их изучение общепринятыми методами структурной биологии.

Объединенная информационная структура, полученная методами МУРР и ЯМР
Рис.1 Объединенная информационная структура, полученная методами МУРР и ЯМР

Сочетание методов малоуглового рассеяния рентгеновских лучей (МУРР) и ядерного магнитного резонанса (ЯМР) отвечает этому требованию: оба метода дополняют друг друга таким образом, что МУРР показывает трехмерную форму и размер молекулярно-биологических комплексов в растворе, а ЯМР дает информацию о межатомных расстояниях, связующих звеньях и ориентациях отдельных молекул с высокой разрешающей способностью (см. рис. 1). Данные анализов МУРР и ЯМР пошагово объединяются для определения сложной структуры.

Эксперимент и результаты

Сложная структура иммуноглобулина была определена сочетанием методов МУРР и ЯМР. Иммуноглобулин IgM - ключевая молекула иммунной системы человека, являющаяся первым антителом, вырабатываемым в ходе иммунной реакции. Структуры отдельных молекул иммуноглобулина (Cμ мономеров и димеров) были определены методом рентгеновской кристаллографии и ЯМР-спектроскопии. На основе МУРР измерений, выполненных на анализаторе наноструктур SAXSpace, может быть улучшена гексаметрическая структура иммуноглобулина в форме кольца, основываясь на присутствии Cμ4 димеров и промежуточных дисульфидных связей.

Структурная модель гексамера иммуноглобулина
Рис.2 Структурная модель гексамера иммуноглобулина

При комбинированном подходе модель иммуноглобулина (см. рис. 2) может быть вычислена с помощью 1) данных МУРР, 2) сведений о структуре всех молекул (Cμ2, Cμ3, Cμ4-димеров) и 3) ЯМР данных о взаимодействующих участках димеров Cμ3 и Cμ4, а также от дисульфидных связей. Полученная модель способствует пониманию процесса олигомеризации иммуноглобулина.

Модульная система для SAXS/WAXS: SAXSpace
Рис.3 Модульная система для SAXS/WAXS: SAXSpace


Все поля, обозначенные звездочкой *, обязательны для заполнения
(0)