اشنو هو التصوير الطيفي للرنين المغناطيسي النووي للبروتينات؟
يعد التصوير الطيفي بالرنين المغناطيسي النووي للبروتينات (عادة ما يختصر NMR البروتين) مجالًا من مجالات البيولوجيا الهيكلية حيث يتم استخدام التصوير الطيفي بالرنين المغناطيسي النووي للحصول على معلومات حول بنية الديناميكا للبروتينات، وكذلك الأحماض النووية، ومجمعاتها. كان رائد هذا المجال هو ريتشارد إرنست وكورت ووتريش في معهد التكنولوجيا الأوروبي، وآد باكس، ماريوس كلور، أنجيلا غرونينبورن في معهد الصحة الوطني، وغيرهارد فاغنر في جامعة هارفارد، من بين آخرين. عادةً ما يتكون تحديد الهيكل عن طريق التصوير الطيفي للموجات الرنينية النووية النووية من عدة مراحل، وكل منها يستخدم مجموعة منفصلة من التقنيات المتخصصة للغاية. يتم إعداد العينة، وإجراء القياسات، وتطبيق الأساليب التفسيرية، وحساب البنية والتحقق من صحتها.  يتضمن الرنين المغناطيسي النووي الخصائص الميكانيكية الكمية للنواة المركزية ("النواة") للذرة. وتعتمد هذه الخصائص على البيئة الجزيئية المحلية، ويقوم قياسها بتوفير خريطة لكيفية ارتباط الذرات كيميائيا، ومدى قربها في الفضاء، ومدى السرعة التي تتحرك بها فيما يتعلق ببعضها البعض. هذه الخصائص هي في الأساس نفسها التي تستخدم في التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) الأكثر شهرة، ولكن التطبيقات الجزيئية تستخدم نهجا مختلفا إلى حد ما، مناسبة لتغيير المقياس من المليميترات (المثير للاهتمام لأخصائيي الأشعة) إلى النانومترات (العناصر المرتبطة عادة ما تكون جزء من نانومتر بعيدًا عن بعضها البعض) ، عامل من مليون. ويتطلب هذا التغيير في المقياس حساسية أكبر بكثير للكشف والاستقرار للقياس على المدى الطويل. وعلى النقيض من التصوير بالرنين المغناطيسي، لا تخلق دراسات البيولوجيا الهيكلية صورة مباشرة، بل تعتمد على حسابات حاسوبية معقدة لتوليد نماذج جزيئية ثلاثية الأبعاد.  في الوقت الحالي، يتم فحص معظم العينات في محلول في الماء، ولكن يتم تطوير طرق للعمل مع العينات الصلبة. يعتمد جمع البيانات على وضع العينة داخل مغناطيس قوي، وإرسال إشارات تردد الراديو من خلال العينة، وقياس امتصاص تلك الإشارات. اعتماداً على بيئة الذرات داخل البروتين، فإن نواة الذرات الفردية ستمتص ترددات مختلفة من إشارات الراديو. علاوة على ذلك، قد تتعطل إشارات الامتصاص للنواة المختلفة من قبل النواة المجاورة. يمكن استخدام هذه المعلومات لتحديد المسافة بين النوى. ويمكن استخدام هذه المسافات بدورها لتحديد الهيكل العام للبروتين.  قد تنطوي دراسة نموذجية على كيفية تفاعل بروتينينين مع بعضهما البعض، وربما بهدف تطوير جزيئات صغيرة يمكن استخدامها لدراسة البيولوجيا العادية للتفاعل ("البيولوجيا الكيميائية") أو لتوفير أدلة ممكنة للاستخدام الصيدلاني (تطوير العقاقير). غالبًا ما يتم تحديد الزوج من البروتينات المتفاعلة من خلال دراسات علم الوراثة البشرية، مما يشير إلى أن التفاعل يمكن أن يتعطل بسبب الطفرات غير المواتية، أو أنها قد تلعب دورًا رئيسيًا في البيولوجيا العادية للكائن الحي "النموذجي" مثل ذبابة الفاكهة أو الخميرة أو الدودة C. elegans أو الفئران. لإعداد العينة، عادة ما تستخدم أساليب البيولوجيا الجزيئية لصنع كميات عن طريق التخمير البكتيري. كما يسمح هذا بتغيير التركيب النظيري للجزيء، وهو أمر مرغوب فيه لأن النظائر تتصرف بشكل مختلف وتوفر طرق لتحديد إشارات الرنين المغناطيسي النووي المتداخلة.