Descrizione del progetto
Trovare un nuovo percorso per un’analisi strutturale comprensiva dei sistemi biologici
Affinché siano in grado di comprendere e controllare i processi biologici, gli scienziati necessitano di precise informazioni strutturali, conformazionali e chimiche sulle molecole biologiche. I diversi metodi per la caratterizzazione strutturale delle proteine ripiegate e dei complessi proteici includono la microscopia crioelettronica (cryo-EM), la spettrometria di massa (MS, mass spectrometry) nativa e la spettrometria di massa preparativa. Il progetto PNMS, finanziato dall’UE, intende stabilire un nuovo percorso versatile per un’analisi strutturale comprensiva dei sistemi biologici combinando MS nativa, MS preparativa e cryo-EM. Questo approccio, chiamato spettrometria di massa preparativa nativa, implicherà la progettazione di ottiche di ioni per accoppiare un fascio di ioni molecolari selezionato in base alla massa da una MS commerciale a elevate prestazioni e un pontile per aggiungere capacità di deposizione. Il progetto consentirà una migliore comprensione della varietà strutturale, delle interazioni tra proteine e delle strutture sintetiche.
Obiettivo
Precise structural, conformational, as well as chemical information of biological molecules forms the basis for comprehension and control of biological processes, including metabolism, pathological processes, and drug targeting. Cryo-electron microscopy (cryo-EM) has evolved into one of the leading methods for structural characterisation of folded proteins and protein complexes reaching atomic resolution through averaging. Thus, the unambiguous assignment of thousands of images to different oligomers, conformers, and fragments is a key requirement for high-resolution single particle cryo-EM. However, reliable preparation of homogeneous cryo samples remains one of, if not the, most important challenge in cryo-EM. Native mass spectrometry (native MS) allows to retain proteins in a near native state in an ultrapure gas-phase molecular ion-beam, providing complementary information on mass, composition, conformation and ligand binding sites. Preparative mass spectrometry (prep-MS) is able to generate ultrapure samples by soft landing of mass- and conformation selected molecules on surfaces for subsequent analysis. Here, we propose to implement preparative native mass spectrometry (pnMS), combining the strengths of native MS, prep-MS, and cryo-EM, to establish a new versatile pathway for comprehensive structural analysis of biological systems. We will design ion optics to couple a mass selected molecular ion beam from a commercial high-performance MS and a landing stage to add deposition capability. Initial experiments will focus on benchmark systems such as BSA and GroEL, before approaching more challenging proteins, including heat shock proteins (HSPs) and G-Protein coupled receptors (GPCRs). Ultimately, pnMS should enable the structural biology community to obtain a comprehensive understanding of structural variety (proteoforms), protein interactions (interactome), and synthetic structures, e.g. needed for customised medicine.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP.
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- scienze naturaliscienze biologichebiochimicabiomolecoleproteine
- scienze naturaliscienze fisicheotticamicroscopia
- scienze naturaliscienze chimichechimica analiticaspettrometria di massa
- scienze naturaliscienze biologichebiologia molecolarebiologia strutturale
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Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinatore
OX1 2JD Oxford
Regno Unito