Projektbeschreibung
Gerüstdynamik von massereichen Proteinen in Lösung untersuchen
Proteine bestehen aus Aminosäurebausteinen, die in einer Kette miteinander verbunden sind. Die Bewegung des Proteingerüsts ist grundlegend für die Bildung der 3D-Form des Proteins und damit seiner Aktivität. Da die Dynamik des Proteingerüsts bei fast allen biologischen Funktionen eine entscheidende Rolle spielt, ist sie Gegenstand intensiver Forschung. Die empfindlichsten Methoden der Kernspinresonanzspektroskopie, mit denen dies untersucht werden kann, sind derzeit durch Massebeschränkungen begrenzt, wodurch die äußerst komplexen großen Proteine und ihre Wechselwirkungen unzugänglich sind. Das vom Europäischen Forschungsrat finanzierte Projekt BypassNMR wird diese Hürde mit einer beispiellosen Kombination von Festkörper-Kernspinresonanzspektroskopie und Lösungs-Kernspinresonanzspektroskopie überwinden, wodurch der zugängliche Molekulargewichtsbereich um das Doppelte vergrößert werden kann.
Ziel
My objective is to establish methodology expanding the detailed characterization and exploitation of backbone dynamics in complex proteins up to 80-100 kDa monomer molecular weight. Experimental elucidation of protein motion is imperative for fundamental understanding of enzymatic and regulatory features. However, with a limit of regularly around 40-50 kDa maximum total mass, the more complex targets of current scientific interest usually evade solution NMR backbone resonance assignment and remain inaccessible for the majority of sophisticated methods for protein dynamics. This paradigmatic shortcoming has led to serious limitations in the understanding and exploitation of protein dynamics.
Here I aim to achieve a two-fold expansion of the accessible molecular-weight range by an unprecedented hybrid strategy. Based on the unmatched prospects of 4D and 5D solid-state NMR (ssNMR) assignment data for a 2x72 kDa protein, I will establish proton-detected, higher-dimensionality ssNMR methodology as a powerful framework for NMR assignment in an unprecedented size range. Subsequently, developing strategies utilizing ssNMR assignments as a springboard to solution NMR will enable detailed characterization of those targets under close-to-physiological conditions. This fundamentally new BYPASS strategy will allow understanding of intramolecular regulatory circuits and coupled motional networks in innumerable, previously inaccessible complex proteins, with a transformative impact for dynamics, in particular allosteric regulation, in structural biology.
Fueled by my role as a key player in revolutionizing solid-state NMR via proton-detected, fast magic-angle spinning NMR methodology, my achievements will be paradigmatic for the accessibility and utility of dynamics for the structure-dynamics-function relationship of proteins and will have widespread consequences for a wide range of structural biology and downstream applications such as pharmacology and biotechnology.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Das Projektteam hat die Klassifizierung dieses Projekts bestätigt.
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Das Projektteam hat die Klassifizierung dieses Projekts bestätigt.
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsGastgebende Einrichtung
44227 Dortmund
Deutschland