核磁気共鳴分光法によって決定される大きなタンパク質複合体の構造

核磁気共鳴（NMR）分光法は、過去20年間、タンパク質複合体の高解像度構造を提供する際に役立ってきました。これは、通常、他の構造技術に反発する動的タンパク質複合体の構造を決定するための選択方法でした。最近まで、NMR分光法は、最大約30〜40 kDaまでの小型または中サイズのタンパク質複合体の構造を生成してきました。過去10年間の主要なブレークスルー、特に同位体標識技術では、数百kDaの分子量を持つ大タンパク質システムのNMR特性評価が可能になりました。これにより、大規模システムの結合、動的、アロステリック特性に関する独自の洞察が提供されています。特に、原子構造がNMRによって決定されている大規模で動的なタンパク質複合体のゆっくりと着実に成長しているリストがあります。これらの複合体の多くは、高度な柔軟性によって特徴付けられているため、他の構造的方法を使用してそれらの構造を取得できませんでした。特に分子シャペロンの分野では、NMRは最近、展開されたタンパク質を含む複合体の初めての高解像度構造を提供しました。さらに技術的な進歩により、NMRは、さらに複雑な挑戦的なシステムの原子構造を取得するための主要なツールとして確立されます。

Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy has been instrumental during the past two decades in providing high-resolution structures of protein complexes. It has been the method of choice for determining the structure of dynamic protein complexes, which are typically recalcitrant to other structural techniques. Until recently, NMR spectroscopy has yielded structures of small or medium-sized protein complexes, up to approximately 30-40 kDa. Major breakthroughs during the past decade, especially in isotope-labeling techniques, have enabled NMR characterization of large protein systems with molecular weights of hundreds of kDa. This has provided unique insights into the binding, dynamic, and allosteric properties of large systems. Notably, there is now a slowly but steadily growing list of large, dynamic protein complexes whose atomic structure has been determined by NMR. Many of these complexes are characterized by a high degree of flexibility and, thus, their structures could not have been obtained using other structural methods. Especially in the field of molecular chaperones, NMR has recently provided the first-ever high-resolution structures of their complexes with unfolded proteins. Further technological advances will establish NMR as the primary tool for obtaining atomic structures of challenging systems with even higher complexity.