固态核磁共振选择性探测趋化信号蛋白复合物关键区域的构象变化

来自某研究团队的研究人员为解析大型蛋白复合物的功能机制，利用固态核磁共振（SSNMR）技术，在>500 kDa的天然组装状态下选择性探测了趋化受体胞质片段的刚性区域。研究发现，位于受体膜远端尖端与激酶相互作用的约100个残基区域在信号传导中构象发生显著变化，揭示了此前未被观测到的动态调控机制，为大型蛋白复合物的动态结构研究提供了新方法。

　　

理解大型蛋白质复合物如何发挥作用，需要能够在天然组装状态下同时解析其结构与动力学的技术手段。本研究应用固态核磁共振（solid-state NMR, SSNMR），在趋化细菌中大于500 kDa的趋化受体信号复合体背景下，选择性探测了受体蛋白片段中的刚性区域。这些复合物可自组装成六边形阵列，将多个活性单元网络在一起。大肠杆菌（E. coli）天冬氨酸趋化受体的胞质片段在不同区域表现出多时间尺度的动态特性，且这些动态行为因信号状态而异。

研究采用基于¹³C-¹⁵N偶极耦合的固态核磁实验，在完整阵列结构背景下选择性地探测了该蛋白质中运动慢于毫秒时间尺度的刚性部分。团队优化了组装方法，形成类天然且均一的复合物，使其在采用低电场核磁探头的长时间核磁实验中仍能维持活性和样品完整性。

研究检测到蛋白质的一个子集——即趋化受体膜远端尖端约100个残基的区域（该区域与相关激酶发生相互作用），并确定其为最刚性部分。在激酶开启（kinase-on）与激酶关闭（kinase-off）两种信号状态的核磁谱中，该刚性区域内多个残基的化学位移发生变化，表明信号传导过程中趋化受体尖端发生了构象改变，这一现象在以往该系统的研究中尚未被观察到。

这些发现展示了一种基于动力学的核磁谱编辑策略，能够选择性地考察大型信号蛋白质在其大分子组装体内的关键区域。