De membranen die onze cellen omringen bevatten een groot aantal eiwitten. Membraaneiwitten zijn daarom een ​​cruciale klasse van macromoleculen in levende systemen. Ze spelen een sleutelrol, zoals het voorzien in toegangspoorten van en naar de cel, vergemakkelijken van signalering tussen cellen, en is ook betrokken bij enzymkatalyse. Deze functionele rollen maken ze bijzonder belangrijk als doelwitten voor geneesmiddelen, waarbij de meeste huidige therapieën gericht zijn op membraaneiwitten.

Echter, structurele studies van integrale membraaneiwitten (IMP's) zijn uiterst uitdagend gebleken, aangezien de meeste van hen moeilijk goed te bestuderen zijn in de afwezigheid van hun lipide-omgeving. Dit voorkomt vaak dat ze kristalliseren - een methode die vaak wordt gebruikt in de klassieke structurele biologie. Alternatieve benaderingen zijn daarom vereist voor structurele studies van IMP's in vliezige omgevingen. Voor dit doeleinde, de Life Sciences Group aan het Institut Laue-Langevin (ILL), in samenwerking met de Universiteit van Kopenhagen, heeft met succes een pioniersrol vervuld in de ontwikkeling van stealth-carrier nanodiscs. Bij deze benadering een geavanceerde deuterium-labelingmethode wordt gebruikt om het membraan effectief onzichtbaar te maken voor neutronendiffractie met lage resolutie, terwijl de structuur van IMP's in hun gebruikelijke lipidische omgeving nog steeds wordt benadrukt, zoals gepubliceerd in Acta Crystalographica D in 2014.

Recenter, de eerste structurele studie van een integraal membraaneiwit met behulp van deze stealth carrier nanodisc-deuteratiestrategie is zojuist voltooid. Dit werd uitgevoerd met behulp van het Deuteration Laboratory (D-Lab)-platform van het Partnership for Structural Biology (PSB) in combinatie met small-angle neutronenverstrooiing (SANS) en röntgenverstrooiing (SAXS) geleverd via het PSB SANS/SAXS-platform . Zoals gepubliceerd in het tijdschrift Structuur door Josts et al, het internationale team, onder leiding van Henning Tidow, Universiteit van Hamburg, deze methode toegepast op een ATP-bindend cassette (ABC) transporteiwit, MsbA – dat een belangrijke rol speelt bij het transport van lipiden in bacteriën. De resulterende neutronenverstrooiingsgegevens, meestal verworven met het D11-instrument bij IBL, maakte directe observatie van het signaal van het opgeloste membraaneiwit mogelijk zonder bijdrage van het omringende lipide. De SAXS-gegevens leverden een duidelijke referentie voor de externe vorm van de nanodisc, inclusief de lipide dubbellaag.

In aanvulling, conformationele veranderingen in MsbA werden bestudeerd, het aantonen van de gevoeligheid van de methode en de algemene toepasbaarheid ervan op structurele studies van GMP's.

Deze benadering zal waarschijnlijk steeds belangrijker worden in toekomstige studies van deze moeilijke, maar van cruciaal belang, biologische macromoleculen, op zijn beurt een beter begrip voor de ontwikkeling van geneesmiddelen gericht op membraaneiwitten.