真菌の準備、動的核偏極固体 NMR を用いた構造解明のための植物素材

炭水化物は、エネルギー貯蔵、構造の建物と細胞認識、接着など様々 な生物学的プロセスの中心的な役割を再生します。彼らは、植物、菌類、藻類、細菌^1,2,3の基本的な部品である細胞壁で濃縮されています。細胞壁は抗菌療法^4,5,6,7,8のための有望なターゲットと同様、バイオマテリアル、バイオ燃料の生産のための中央のソースとして提供しています^,9。

これらの複合材料の現代理解は、4 つの主要な生化学的または遺伝学的方法を用いた構造解析に専念した努力の十年によって大幅に進められています。最初の主要な方法に依存している異なる部分に細胞壁を打破する過酷な化学物質や酵素を使用してシーケンシャル トリートメント組成が続いていると¹⁰の各分画中の糖の連鎖分析。このメソッドは、ポリマーのドメイン分布のライトを取除くが、解釈は、生体分子の化学的および物理的特性のため誤解を招く可能性があります。たとえば、アルカリ溶出画分匹敵する容解性の空間的分離分子から発生以下の構造分子の単一ドメインから元かどうかを判断することは困難です。第二に、抽出部分または全体の細胞壁も測定できます溶液 NMR を使用して共有結合連携、異なった分子^11,12,13,間の架橋としてとも呼ばれますを決定する^14,15。この方法で共有結合アンカーの詳細な構造を検出可能性があります。、しかし低溶解性多糖類、架橋サイトの比較的小さい数と安定非共有結合効果の無知により制限があります。水素結合、van der Waals 力、静電相互作用と高分子の絡み合いなどを含む多糖類のパッキング。第三に、結合親和性されている決定の in vitroプロシージャを変更可能性があります大幅に精製分離多糖類^16,17,18,19, を使用して構造およびこれらの biomolecules のプロパティ。このメソッドは、高度な成膜および高分子の合成後にアセンブリをレプリケートするも失敗します。最後に、表現型、細胞の形態や特定の細胞壁成分の減衰の生産と遺伝的変異体の機械的特性、多糖類の構造機能上のライトを流したより分子証拠がこれらをブリッジに必要なタンパク質機械²⁰のエンジニア リング関数と巨視的観察。

開発と多次元固体 NMR 分光法の応用における最近の進歩は、これらの構造のパズルを解くためのユニークな機会を導入しています。2 D ・ 3 D 固体 NMR 実験では、組成物の高解像度の調査および主要な摂動なしネイティブ状態での炭水化物の豊富な材料のアーキテクチャを有効にします。構造研究は、プライマリおよび二次細胞壁植物、触媒処理バイオマスで正常に行われている細菌のバイオ フィルム色素幽霊菌類で、最近筆者らは、病原性の真菌でそのまま細胞壁によってアスペルギルス^{21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31}. 動的核スピン偏極 (DNP)^{32,33,34,35,36,37,38}の開発^,39,40,41,42 DNP による感度向上は著しくこれらの複雑な生体材料の実験時間を短縮、大幅に NMR 構造解析が容易になります。ここで説明したプロトコルの詳細同位体標識A. fumigatus真菌と真菌を準備するための手順と固体 NMR と DNP の特性評価のための植物のサンプル。同じような変更された媒体、その他の菌類を適用する必要があります手順ラベリング、試料調製方法は他の炭水化物の豊富な生体材料に一般的に適用する必要があります。