ما هو طيف الرنين المغناطيسي النووي للبروتينات؟
الطيفي الرنين المغناطيسي النووي للبروتينات (عادة يختصر بروتين NMR) هو مجال من مجالات البيولوجيا الهيكلية حيث يستخدم طيفي الرنين المغناطيسي النووي للحصول على معلومات عن هيكل وديناميكيات البروتينات، وكذلك الأحماض النووية، ومجمعاتها. ريشارد ارنست و كورت ووتريش من الاي تي اي، و اد باكس، ماريوس كلور، انجيلا غروننبورن من الايه ان اي ه، و جيرارد واغنر من جامعة هارفارد، من بين اخرين. تحديد الهيكل عن طريق التصوير الطيفي NMR عادة يتكون من عدة مراحل، كل منها يستخدم مجموعة منفصلة من التقنيات المتخصصة للغاية. عينه تُعد، ويتم قياسها، ويتم تطبيق نهج تفسير، ويتم حساب الهيكل وتصديقه.  الموجة النووية المغناطيسية تتضمن الخصائص الميكانيكية الكمومية للنواة المركزية ("النواة") للذرة. هذي الخصائص تعتمد على البيئة الجزيئية المحلية، وقياسها يوفر خريطة لكيفية ربط الذرات كيميائيا، ومدى قربها في الفضاء، ومدى سرعة تحركها فيما يتعلق ببعضها البعض. هذه الخصائص هي في الأساس نفسها التي تستخدم في التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) الأكثر مألوفة، لكن التطبيقات الجزيئية تستخدم نهج مختلف إلى حد ما، مناسب لتغيير المقياس من الميلليمتير (مثير للاهتمام لعلماء الأشعة) إلى النانو متر (العناصر المرتبطة عادة ما تكون جزء من نانومتر بعيدًا) ، عامل من مليون. هذا التغيير في المقياس يتطلب حساسية اكتشاف و استقرار أعلى بكثير للقياس طويل الأجل. على عكس التصوير بالرنين المغناطيسي، دراسات البيولوجيا الهيكلية لا تخلق صورة مباشرة، بل تعتمد على حسابات حاسوبية معقدة لتوليد نماذج جزيئية ثلاثية الأبعاد.  حالياً معظم العينات تتم فحصها في محلول بالماء، لكن الطرق تطور لتعمل مع العينات الصلبة. جمع البيانات يعتمد على وضع العينة داخل مغناطيس قوي، وإرسال إشارات تردد الراديو من خلال العينة، وقياس امتصاص تلك الإشارات. حسب بيئة الذرات داخل البروتين، نواة الذرات الفردية ستمتص ترددات مختلفة من إشارات الراديو. علاوة على ذلك، اشارات الامتصاص من النواة المختلفة قد تتعطل من النواة المجاورة. هذه المعلومات ممكن تستخدم لتحديد المسافة بين النواة. هذه المسافات بدورها يمكن استخدامها لتحديد الهيكل الكلي للبروتين.  قد تتضمن الدراسة النموذجية كيفية تفاعل بروتينينين مع بعضهما البعض، ربما بهدف تطوير جزيئات صغيرة يمكن استخدامها للتحقيق في البيولوجيا العادية للتفاعل ("البيولوجيا الكيميائية") أو لتوفير أدلة ممكنة للاستخدام الصيدلي (تطوير العقاقير). في كثير من الأحيان، قد يكون قد تم تحديد زوج البروتينات المتفاعلة من خلال دراسات علم الوراثة البشري، مما يشير إلى أن التفاعل يمكن أن يتعطل بسبب طفرات غير مواتية، أو قد يلعب دورًا رئيسيًا في البيولوجيا العادية للكائن الحي "النموذجي" مثل ذبابة الفاكهة أو الخميرة أو الدودة C. elegans أو الفئران. لإعداد عينة، عادةً ما تستخدم أساليب علم الأحياء الجزيئي لجعل الكميات عن طريق التخمير البكتيري. هذا يسمح ايضا بتغيير التكوين النظيري للجزيء، وهو أمر مرغوب فيه لان النظائر تتصرف بشكل مختلف وتوفر طرق لتحديد إشارات NMR المتداخلة.