Descripción del proyecto
Nuevo método de caracterización estructural de las proteínas de membrana
Muchas proteínas humanas son metaloproteínas y requieren la unión de un metal o de un cofactor que contenga un metal para funcionar. Las metaloproteínas desempeñan un papel fundamental en el transporte de iones metálicos, la homeostasis y las reacciones redox. Por lo tanto, resulta necesario comprender su estructura molecular y su bioquímica. El equipo del proyecto P-MEM-NMR, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, pretende abordar los retos técnicos asociados a la elucidación de la estructura y dinámica de las proteínas integrales de membrana. Los investigadores optimizarán un método pionero de resonancia magnética nuclear con rotación de ángulo mágico (MAS-NMR, por sus siglas en inglés) para desvelar las relaciones entre estructura y actividad en metaloenzimas de membrana integral. En el proyecto se proporcionará un método ampliamente aplicable para la caracterización estructural de procesos celulares vitales, abordando los retos contemporáneos de las ciencias moleculares y químicas.
Objetivo
Integral membrane metalloproteins are involved in the transport and homeostasis of metal ions, as well as in key redox reactions that have a tremendous impact on many fields within life sciences, environment, energy, and industry.
Most of our understanding of fine details of biochemical processes derives from atomic or molecular structures obtained by diffraction methods on single crystal samples. However, in the case of integral membrane systems, single crystals large enough for X-ray diffraction cannot be easily obtained, and the problem of structure elucidation is largely unsolved.
We have recently pioneered a breakthrough approach using Magic-Angle Spinning Nuclear Magnetic Resonance (MAS-NMR) for the atomic-level characterization of paramagnetic materials and complex biological macromolecules. The proposed project aims to leverage these new advances through a series of new concepts i) to improve the resolution and sensitivity of MAS-NMR from nuclei surrounding a paramagnetic metal ion, such as e.g. cobalt, nickel and iron, and ii) to extend its applicability to large integral membrane proteins in lipid membrane environments. With these methods, we will enable the determination of structure-activity relationships in integral membrane metalloenzymes and transporters, by combining the calculation of global structure and dynamics with measurement of the electronic features of metal ions.
These goals require a leap forward with respect to today’s protocols, and we propose to achieve this through a combination of innovative NMR experiments and isotopic labeling, faster MAS rates and high magnetic fields. As outlined here, the approaches go well beyond the frontier of current research. The project will yield a broadly applicable method for the structural characterization of essential cellular processes and thereby will provide a powerful tool to solve challenges at the forefront of molecular and chemical sciences today.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
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Palabras clave
Programa(s)
Régimen de financiación
ERC-COG - Consolidator GrantInstitución de acogida
75794 Paris
Francia