La dynamique fonctionnelle des protéines cartographiée à résolution atomique à l’intérieur des cristaux par RMN à l’état solide

Comparaison de la dynamique en solution et à l’état solide [5]

Depuis 8 ans les chercheurs de l’IBS (groupe FDP) et l’ENS Lyon (Centre Européen de RMN) ont combiné leur expertise complémentaire pour développer des études sur la dynamique des protéines à l’état solide. Les nombreuses applications de cette nouvelle méthodologie (très grands assemblages, protéines amyloïdes, protéines membranaires…) donnent toutes leur importance à ces études pionnières. Depuis les premières mesures de relaxation 15N réalisées à une résolution atomique en 2004 [1], cette collaboration fructueuse a progressivement traité et résolu, de nombreux défis expérimentaux et analytiques et est maintenant sur le point de développer une description unifiée de la dynamique des protéines à l’état solide et liquide. Les réalisations les plus récentes de cette collaboration décrivent la première caractérisation expérimentale par RMN [2] des modes collectifs de mouvement dans les protéines micro-cristallines, la mesure de la relaxation 13C à une résolution atomique [3] et plus récemment le développement de méthodes pour mesurer les mouvements dans des échelles de temps allant de la micro à la milliseconde [4]. Ce projet a été généreusement financé par l’ANR, l’Union Européenne et le Ministère de la Recherche.

1) Site-specific backbone dynamics from a crystalline protein by solid-state NMR spectroscopy. N. Giraud, A. Böckmann, A. Lesage, F. Penin, M. Blackledge, L. Emsley. J.Am.Chem.Soc. 126, 11422-11423, (2004).
2) Anisotropic collective motion contributes to nuclear spin relaxation in crystalline proteins. J. Lewandowski, J. Sein, M. Blackledge, L. Emsley. J.Am.Chem.Soc. 132, 1246-1248, (2010).
3) Measurement of site-specific 13C spin-lattice relaxation in crystalline protein J.R. Lewandowski, J. Sein, H.J. Sass, S. Grzesiek, M. Blackledge, L. Emsley J.Am.Chem.Soc. 132, 8252-8254, (2010).
4) Site specific measurement of slow motions in proteins. J.R. Lewandowski, H.J. Sass, S. Grzesiek, M. Blackledge, L. Emsley. J Am Chem Soc. 133, 16762-16765, (2011).
5) Identification of slow correlated motions in proteins using residual dipolar and hydrogen-bond scalar couplings. G. Bouvignies, P. Bernado, S. Meier, K. Cho, S. Grzesiek, R. Brüschweiler and M. Blackledge Proc. Natl. Acad. Sci. 102, 13885-13890 (2005)