Neue Methoden in der Biomolekularen NMR Spektroskopie

NMR (Nuclear Magnetic Resonance) ist heute eine Routinemethode in der Strukturbestimmung von biologischen Makromolekülen. NOE (Nuclear Overhauser Effect) und J (sakrale) Kopplungsinformation wird in der Strukturbestimmung verwendet. NOEs definieren Kontakte auf kurze Distanz und J Kopplungen definieren Diederwinkel. Solche Constraints sind allerdings nur streng lokal und beinhalten keine Information über längere Distanzen wie z.B. die relative Orientierung von Protein Domänen oder die globale Form eines Makromoleküls. Diese Information ist in bipolaren Kopplungen enthalten, die in isotroper Lösung zu null ausgemittelt werden. Orientierung durch magnetische Suszeptibilität oder durch verdünnte Flüssigkristalle kann diese Mittelung aufheben. Die daraus resultierenden dipolaren Kopplungen können nun mit der Verfügbarkeit von immer höheren Magnetfeldstärken gemessen werden. Sie sind von der Orientierung der entsprechenden internuklearen Vektoren relativ zu einem molekularen Bezugssystem abhängig und beinhalten somit Information über längere Distanzen. Diese Kopplungen können in weiterer Folge als Constraints in Strukturrechnungen verwendet werden um die Genauigkeit von Proteinstrukturen zu verbessern. Diese neuen Methoden sollen zum Studium von Struktur und Dynamik von Biomolekülen in Lösung angewandt werden. Zwei Proteine Ubiquitin und Calmodulin sollen im Laufe dieses Projektes untersucht werden.