Lipid Nanodiscs for High-Resolution NMR Studies of Membrane Proteins,Chemical Reviews

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Lipid Nanodiscs for High-Resolution NMR Studies of Membrane Proteins
Chemical Reviews ( IF 51.4 ) Pub Date : 2021-10-19 , DOI: 10.1021/acs.chemrev.1c00702
Umut Günsel ₁ , Franz Hagn _{1,

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Affiliation

Membrane proteins (MPs) play essential roles in numerous cellular processes. Because around 70% of the currently marketed drugs target MPs, a detailed understanding of their structure, binding properties, and functional dynamics in a physiologically relevant environment is crucial for a more detailed understanding of this important protein class. We here summarize the benefits of using lipid nanodiscs for NMR structural investigations and provide a detailed overview of the currently used lipid nanodisc systems as well as their applications in solution-state NMR. Despite the increasing use of other structural methods for the structure determination of MPs in lipid nanodiscs, solution NMR turns out to be a versatile tool to probe a wide range of MP features, ranging from the structure determination of small to medium-sized MPs to probing ligand and partner protein binding as well as functionally relevant dynamical signatures in a lipid nanodisc setting. We will expand on these topics by discussing recent NMR studies with lipid nanodiscs and work out a key workflow for optimizing the nanodisc incorporation of an MP for subsequent NMR investigations. With this, we hope to provide a comprehensive background to enable an informed assessment of the applicability of lipid nanodiscs for NMR studies of a particular MP of interest.

中文翻译：

用于膜蛋白高分辨率 NMR 研究的脂质纳米圆盘

膜蛋白 (MPs) 在许多细胞过程中发挥重要作用。由于目前市场上大约 70% 的药物靶向 MP，因此详细了解它们在生理相关环境中的结构、结合特性和功能动力学对于更详细地了解这一重要蛋白质类别至关重要。我们在这里总结了使用脂质纳米盘进行 NMR 结构研究的好处，并详细概述了当前使用的脂质纳米盘系统及其在溶液态 NMR 中的应用。尽管越来越多地使用其他结构方法来确定脂质纳米盘中 MP 的结构，但溶液 NMR 被证明是探测各种 MP 特征的通用工具，从中小型 MPs 的结构测定到探测配体和伴侣蛋白的结合以及脂质纳米盘环境中功能相关的动态特征。我们将通过讨论最近对脂质纳米盘的 NMR 研究来扩展这些主题，并制定一个关键工作流程，以优化 MP 的纳米盘结合，以进行后续 NMR 研究。有了这个，我们希望提供一个全面的背景，以便能够对脂质纳米盘在特定感兴趣 MP 的 NMR 研究中的适用性进行知情评估。我们将通过讨论最近对脂质纳米盘的 NMR 研究来扩展这些主题，并制定一个关键工作流程，以优化 MP 的纳米盘结合，以进行后续 NMR 研究。有了这个，我们希望提供一个全面的背景，以便能够对脂质纳米盘在特定感兴趣 MP 的 NMR 研究中的适用性进行知情评估。我们将通过讨论最近对脂质纳米盘的 NMR 研究来扩展这些主题，并制定一个关键工作流程，以优化 MP 的纳米盘结合，以进行后续 NMR 研究。有了这个，我们希望提供一个全面的背景，以便能够对脂质纳米盘在特定感兴趣 MP 的 NMR 研究中的适用性进行知情评估。

更新日期：2021-10-19

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