轨迹、高影响:核磁共振在CERM协作,佛罗伦萨是增强Covid-19蛋白质研究的大学

学术的故事卢西亚Banci博士教授是在两条战线上的进化——进化的功能核磁共振仪器使用她,和一个平行进化的分子系统的规模进行了研究。雷竞技怎么下载作为一个例子,今天她是使用1.2 GHz系统相似性很小60 MHz乐器她在1970年代第一次使用,而她的最近的工作在30 - 40 kDa蛋白质的结构和相互作用将是不可想象的日子技术仅限于小,简单的分子复合物。

金属离子在生物化学的重要作用

单个主题统一Banci教授的研究在过去的45年,金属离子。这些,她坚信,必须深入了解生命科学的许多领域取得进展。指出的那样,“超过三分之一需要金属离子的蛋白质的功能,是许多生物过程的核心。贩卖金属离子是严格控制的,通常由弱,短暂的蛋白质相互作用。“这种信念证实她的长期兴趣的领域——从第一顺磁金属蛋白的结构来确定解决方案¹(当时被认为是不可能的),为含金属蛋白质设计分子动力学方法雷竞技怎么下载²和发现铜转移细胞色素C氧化酶的细节³。

支撑这一切的是无机化学Banci教授的背景,最初是用电子顺磁共振(EPR)调查的磁性金属离子及其配合物。然而,不久之前她的力量和多功能性核磁共振发现:“在早期的研究中,如果你想确定原子水平分辨率的结构,传统的方法是x射线晶体学。但这需要晶体,而核磁共振似乎更多才多艺,与新兴实验技术开放的可能性决定在解决复杂的结构。”

卢西亚Banci博士教授佛罗伦萨大学的化学教授,主任和创始人之一,磁共振(CERM)的中心。她也是意大利的核心集成结构生物学中心基础设施的研究基础设施的财团(Instruct-ERIC),和一个Instruct-ERIC执行委员会和理事会的成员。

早日实现证明是现货,预言就像核磁共振实验增长协议,详细的见解,他们今天启用。从简单的小分子研究的基石Banci教授的早期研究她,在许多情况下造成了许多最令人兴奋的应用程序。这些包括核磁共振表征药物的使用,金属离子,疫苗,新材料、RNA,和固态材料,和了解大型复合体相互作用,以及蛋白质折叠,成熟,和金属。雷竞技网页版

“只是在生物领域,核磁共振有巨大的应用广度”,她说。“我们可以研究系统软盘,移动,互动,和——这对我来说是一个特殊的突破——活细胞分子”⁴。后者方法允许单个蛋白质或蛋白质复合物研究在人类细胞中,和Banci教授在这个领域发展,专门为蛋白质的高效表达和标签直接在人类细胞,从而描述人类蛋白质在人类细胞也被搬上了舞台。这种方法允许几个过程的描述和合理化,从金属离子吸收和它的障碍,因为它发生在病理条件下,因素确定氧化还原蛋白质和蛋白质折叠的过程。

正如Banci教授说:“核磁共振- sensing桥梁两个区域之间的差距。维持细胞生物研究环境但缺乏原子水平的信息,而传统的结构特征提供了关于分子结构的细节,但缺乏生物背景。雷竞技怎么下载核磁共振- sensing有什么特别之处是它可以让我们获得详细的生物分子的结构信息时的自然环境。这可能是非常有用的在药物开发的早期阶段,尤其是对于筛查⁵。举个例子,我们可以看到蛋白结合的药物,或检查为什么一种蛋白质可以绑定一个药物优先。”

CERM 1.2 GHz仪器的一个主要应用是发现更多关于蛋白质的结构中包含SARS-CoV-2病毒,作为Covid-19 NMR项目的一部分。这是一个财团的来自世界各地的50多个研究小组,旨在描述SARS-CoV-2使用核磁共振光谱学的RNA和蛋白质,这样帮助药物来治疗Covid-19的发展。

哈拉尔德Schwalbe牌博士教授领导的财团Goethe-Universitat在法兰克福,德国,先前Banci教授已经知道多年来:“大流行开始时,我立刻意识到潜在的核磁共振来解决几个研究领域与病毒有关。我知道哈拉尔德好,讨论后,我们认为,有很多被设置一个财团获得了使用核磁共振来解决这些问题。”

她解释说,通过该财团,他们已经能够建立有效协议的各个步骤的蛋白质和RNA结构测定,包括生产、标签、核磁共振数据采集和任务。她说:“谢谢,我们现在有一个解决问题的过程在新变体在两周内,对我们来说这是一个主要的结果。此外,使用1.2 GHz力量系统,我们现在详细描述SARS-CoV-2蛋白质^6、7,研究天然配体和现有药物的影响,是否他们阻断艾滋病病毒的进展。”

财团内开展这项工作取得了进展速度远远超过它的话,她解释说:“通过交换材料、实验方法和结果,并通过工作如何把我们的专业知识和仪器的使用,我们可以协同工作。雷竞技网页版这是一个非常有效和高效率的结果。”

大部分成功的关键,Banci教授说,数据管理。“应对紧急研究Covid-19提出的这类问题,我们需要快速反应,这意味着迅速使数据提供给其他人员。但与此同时,它必须管理和存档——正确的数据是无用的,如果它不是组织和检索。尤其是有关核磁共振,因为非常大的数据集生成的生物分子的研究,我认为这是一个方面,科学界通常需要仔细考虑。推动知识进步很快,我们需要有效的系统科学数据管理和共享与那些需要它。”

1. Banci L et al。顺的三维结构在溶液中蛋白质高潜力的iron-sulfur我从外硫红螺菌属halophila通过核磁共振,欧元J物化学,1994;225:715 - 725。
2. Banci L, et al .线粒体铜(I)转移从Cox17 Sco1耦合电子转移,《美国国家科学院刊,2008;105:6803 - 6808。
3. Banci L,等。分子动力学的雷竞技怎么下载蛋白质,金属:分子生物无机的系统的建模和动力学,多德雷赫特,荷兰:Kluwer学术出版社,1997年。
4. Banci L的et al .原子水平监测蛋白质成熟生活人类细胞的核磁共振,Nat化学杂志,2013;9:297 - 299。
5. Luchinat E,在人类细胞et al .药物筛选NMR允许早期评估药物效力,Angew。化学。Int,艾德。,2020;59,6535年-6539。
6. Cantini F、et al . 1 h、13 c和15 n骨干化学位移作业apo和ADP-ribose macrodomain的绑定形式SARS-CoV-2非结构性蛋白质3 b。Biomol NMR分配,2020;14:339 - 346。
7. Gallo, et al . 1 h、13 c和15 n化学位移作业SARS-CoV-2 SUD域的非结构蛋白3 c:“SUD-M和SUD-C域”,生物分子核磁共振作业,2021;雷竞技怎么下载15:165 - 171。

磁共振(CERM)的中心是一个研究中心,知识转移,和高等教育大学的佛罗伦萨,位于波罗Scientifico Sesto佛罗伦萨(科学校区)。中心是核磁共振在生命科学领域的研究基础设施支持的欧洲委员会,由意大利大学和研究和托斯卡纳地区政府。。CERM意大利中心Instruct-ERIC ESFRI具有里程碑意义的研究基础设施。CERM与大学间的共享基础设施财团磁共振的金属蛋白质(CIRMMP),占地面积3000平方米,举办一系列实验室、办公室、和常见的房间。的旗舰中心核磁共振光谱仪的令人印象深刻的集合特性的世界上最大的磁场范围内(1.2 GHz),并认为这是世界上最好的装备的实验室。

CERM有关的更多信息,请访问https://www.cerm.unifi.it/。