Dit is een machine die wordt gebruikt voor NMR-spectroscopie. De meeste van deze machines gebruiken magneten die 500 megahertz tot 900 megahertz zijn. Deze magneet is 900 megahertz. Credit: Varian NMR Systems.

NMR maakt het mogelijk om driedimensionale structurele en dynamische informatie te verkrijgen onder zo dicht mogelijk fysiologische omstandigheden.en voorbijgaande eiwit-eiwit interacties kunnen worden onderzocht..

Wat is NMR-spectroscopie en hoe werkt het?

NMR spectroscopie werkt met behulp van de natuurlijke magneten - de kernen van bepaalde atomen - in eiwitten.De grote magneet dwingt de eiwitmagneten om zich op te richten.De onderzoekers blazen het monster vervolgens met een reeks radio-golfpulsen van een fractie van een seconde en observeren hoe de magneten van het eiwit reageren.Wetenschappers gebruiken verschillende sets van deze NMR-blasten en combineren de gegevens om een completer beeld van het eiwit te krijgenHoewel röntgencrystallografie grotere eiwitten kan onderzoeken dan NMR, kan NMR-technologie eiwitten bestuderen die ondergedompeld zijn in vloeibare oplossingen.Röntgenkristallografie vereist dat eiwitten in kristallen worden georganiseerd.

Inleiding:

Kernmagnetische resonantie (NMR) is geëvolueerd tot de belangrijkste techniek om structurele informatie te verkrijgen met atoomresolutie in oplossing op macro-biomoleculen zoals eiwitten en nucleïnezuren.oplossing NMR is een onmisbare technologie om niet alleen de structuur van dergelijke moleculen te bepalen, maar ook hun interactiesDe kracht van NMR ligt in het koppelen van structurele, dynamische,de kinetische en thermodynamische informatie, zodat het een voorkeurstechniek wordt in geavanceerd onderzoek op het gebied van geneeskunde en biologie.

NMR van de oplossing:

De oplossing NMR binnen Instruct biedt een belangrijke benadering om de informatie op moleculair niveau te verkrijgen die nodig is om netwerken van interacties te bouwen die verantwoordelijk zijn voor vitale cellulaire processen,en om ze te beschrijven op moleculair niveauDankzij de recente hardware- en softwareontwikkelingen varieert de toepasbaarheid ervan van supramoleculaire structuren tot intrinsiek ontvouwde eiwitten in bijna fysiologische concentraties.Solution NMR biedt unieke mogelijkheden om dynamische processen te bestuderen met atoomresolutie en over een zeer breed tijdsbereik, van picoseconden tot uren, met inbegrip van vouwmechanismen en tijdelijke vorming van complexen.

NMR in de vaste staat:

Hoewel NMR in oplossing al een gevestigde techniek is voor de structurele bepaling van biomoleculen in oplossing,De NMR van de vaste stoffen heeft de afgelopen tien jaar enorme methodologische en technische vooruitgang geboekt., en bereikt de status van een krachtige techniek voor het mechanistisch en structureel onderzoek van biologische vaste stoffen.De SS NMR is intrinsiek vrij van de beperkingen die door de omvang van het onderzochte systeem worden opgelegd aan de vloeibare NMR., en kunnen moleculaire systemen behandelen die niet ontvankelijk zijn voor röntgenonderzoek, zoals onoplosbare aggregaten en fibrillen.Bijna dagelijks worden nieuwe opwindende mogelijkheden ontdekt en de SS NMR zal naar verwachting in de nabije toekomst nieuwe wegen openen voor de moderne biologie..

SS NMR binnen Instruct biedt een waardevol instrument voor de bepaling van de structuur en dynamica van systemen die buiten het bereik van andere structurele methoden liggen.van membraanproteïnen tot nano-kristallijn materiaal tot onoplosbare aggregaten en fibrillenDe meest geavanceerde instrumenten en experimentele protocollen maken het mogelijk een aantal biofysische parameters te bepalen die, naast de structurele bepaling, ook de werking van de biologische stoffen kunnen bepalen.de karakterisering van zowel de interne als de globale dynamiek van het systeem in atoomdetailDeze eigenschappen maken SS NMR een vitale techniek in de structurele biologie.

Rapid field cycling relaxometrie:

Snelveldcyclusrelaxometrie is een instrument voor het meten van kernrelaxatiesnelheden van zeer lage magnetische velden (0,01 MHz proton Larmor frequentie) tot 1 T (ongeveer 45 MHz proton Larmor frequentie).De veldafhankelijkheid van de ontspanningstermijnen levert informatie op over de structurele en dynamische kenmerken van het molecuul en, in het geval van paramagnetische systemen, op de elektronrelaxatie.

Relaxometrie wordt meestal uitgevoerd in wateroplossingen en geeft informatie over de correlatietijden die de dipolaire interacties tussen protonen moduleren.en dus op de heroriëntatie tijd en aggregatie staat van het systeemRelaxometrie kan nuttig zijn bij het bepalen van de aanwezigheid van binding tussen macromoleculen of tussen een klein paramagnetisch complex en een macromolecule.en voor het bestuderen van de mechanismen die verantwoordelijk zijn voor elektronen ontspanningHet wordt grotendeels gebruikt voor de karakterisering van contrastmiddelen voor magnetische resonantiebeeldvorming (MRI) en voor de optimalisatie ervan.Deze techniek wordt ook met succes toegepast op de karakterisering van radicalen voor toepassingen op dynamische nucleaire polarisatie (DNP).

Elektronenparamagnetische resonantie (EPR):

Elektronenparamagnetische resonantie (EPR) meet de absorptie van elektromagnetische straling door een paramagnetisch systeem dat in een statisch magnetisch veld is geplaatst.Standaard toepassingen van EPR zijn onder meer de karakterisering van vrije radicalen, studies van reacties met radicalen/paramagnetische metalen en onderzoeken van de elektronische en structurele eigenschappen van paramagnetische centra.In complexe biologische systemen met stabiele of voorbijgaande paramagnetische centra (die metalen ionen of clusters kunnen zijn), spinlabels, aminozuurradicalen of organische cofactorradicalen) EPR wordt gebruikt om de rangschikking van cofactoren en subeenheden, de vorming van secundaire structuurelementen,of de wisselwerking tussen biomoleculen.

De verkregen informatie wordt gebruikt bij de bepaling van de moleculaire structuur. De nauwkeurigheid van deze structurele informatie overtreft vaak die van andere methoden.EPR-spectroscopische gegevens leveren de enige structurele informatie, met name wanneer hoogresolutiekristallen niet beschikbaar zijn en systemen te groot zijn voor NMR-spectroscopie met hoge resolutie.EPR-gegevens kunnen de door andere structurele methodologieën verkregen informatie aanvullen, en is een essentiële techniek gebleken voor interdisciplinaire onderzoeken van biologische systemen.

Wat kunnen we doen met NMR:

• Peptides are a growing class of therapeutics and defined by the US Food and Drug Administration (FDA) as a polymer composed of 40 or fewer amino acid residues regardless of source or origin of the drug.
• Peptiden kunnen hogere orde structuren (HOS) aannemen die secundaire, tertiaire en quaternary (d.w.z. oligomeren in oplossing) structurele vormen omvatten.HOS is een fysisch kwaliteitseigenschap van geformuleerde peptidenEr kan een evenwicht bestaan tussen verschillende HOS-vormen, met inbegrip van conformatieve uitwisseling tussen gevouwen en ontvouwd en tussen monomere en oligomere toestanden.
• Eiwitgebaseerde geneesmiddelen vormen een uitdaging voor de kwaliteitsbeoordeling vanwege de complexe formulering en de inherente heterogeniteit in de eiwitstructuren.Er zijn analytische methoden met een hogere resolutie nodig om structurele en samenstellingsgelijkenissen te garanderen tussen eiwittherapeutische middelen die dezelfde geneesmiddelstof bevatten.Naast de door NMR, cirkelvormig dichroïsme (CD) of andere benaderingen onderzochte eiwitstructuur van hogere orde, vormt subzichtbare eiwitaggregatie een immunogeniteitsrisico voor de geneesmiddelenveiligheid.
• Omdat nucleaire magnetische resonantie (NMR) de enige spectroscopische methode met atoomresolutie is geweest om de driedimensionale structuur van peptiden in oplossing af te leiden,het dient als de meest geavanceerde methode voor het meten van de HOS-vergelijking.

KS-V peptide NMR-analyseDienstenplatform:

• Geavanceerde evaluatie van de structurele consistentie van peptide generieke geneesmiddelen of biologische analogen: met inbegrip van kwalitatieve vergelijking van spectra en verschillende kwantitatieve vergelijkingsmodellen zoals CCSD,chemometrische analyse (PCA en afstandsberekening), lineaire regressie, 2D-correlatie piekcontourmethode, gebruikt voor FDA-aanvraag.
• Chemische verschuiving van peptiden
• Analyse van de localisatie van disulfide bindingen in peptide geneesmiddelen
• Analyse van de oplossingstructuur en berekening van peptiden
• Identificatie van onzuiverheidsstructuren in synthetische peptide geneesmiddelen
• Interacties met eiwitliganden, zoals nucleaire magnetische titratie, STD, WaterLOGSY