Molecular Rationale for Improved Dynamic Nuclear Polarization of Biomembranes.
Molecular Rationale for Improved Dynamic Nuclear Polarization of Biomembranes.
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DOI：
10.1021/acs.jpcb.6b02885
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发表时间：
2016-08-18
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Long JR
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Smith AN;Twahir UT;Dubroca T;Fanucci GE;Long JR
动态核极化（DNP）增强的固态NMR可以提供信号增强的数量级。获得有效的DNP增强的最重要的方面之一是所使用的顺磁性极化剂的优化。迄今为止，最常用的极化剂是氮氧双自由基。然而，当与除了小分子模型化合物之外的样品一起使用时，这些极化剂的效率降低。我们最近证明了氮氧标记的脂质作为脂质和膜嵌入肽的极化剂的有效性。在这里，我们系统地表征，通过电子顺磁（EPR），动力学和氮氧标记的脂质之间的偶极耦合的条件下相关的DNP应用程序。在600 MHz/395 GHz的DNP增强固态NMR测量的补充下，开发了氮氧化物标记的脂质作为DNP极化剂的效率的分子原理。具体来说，当氮氧部分连接到脂质胆碱头基时，获得最佳的DNP增强，并且局部氮氧浓度产生47 MHz的平均e−-e−偶极耦合。基于这些测量，我们提出了一个框架，用于开发膜蛋白结构测定的最佳DNP极化剂。
Dynamic nuclear polarization (DNP) enhanced solid-state NMR can provide orders of magnitude in signal enhancement. One of the most important aspects of obtaining efficient DNP enhancements is the optimization of the paramagnetic polarization agents used. To date, the most utilized polarization agents are nitroxide biradicals. However, the efficiency of these polarization agents is diminished when used with samples other than small molecule model compounds. We recently demonstrated the effectiveness of nitroxide labeled lipids as polarization agents for lipids and a membrane embedded peptide. Here, we systematically characterize, via electron paramagnetic (EPR), the dynamics of and the dipolar couplings between nitroxide labeled lipids under conditions relevant to DNP applications. Complemented by DNP enhanced solid-state NMR measurements at 600 MHz/395 GHz, a molecular rationale for the efficiency of nitroxide labeled lipids as DNP polarization agents is developed. Specifically, optimal DNP enhancements are obtained when the nitroxide moiety is attached to the lipid choline head group and local nitroxide concentrations yield an average e−-e− dipolar coupling of 47 MHz. Based on these measurements, we propose a framework for development of DNP polarization agents optimal for membrane protein structure determination.
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影响因子：
18.3
作者：
Ni, Qing Zhe;Daviso, Eugenio;Can, Thach V.;Markhasin, Evgeny;Jawla, Sudheer K.;Swager, Timothy M.;Temkin, Richard J.;Herzfeld, Judith;Griffin, Robert G.
通讯作者：
Griffin, Robert G.
影响因子：
2.9
作者：
Andreas, Loren B.;Barnes, Alexander B.;Griffin, Robert G.
通讯作者：
Griffin, Robert G.
DOI：
10.1073/pnas.92.18.8239
发表时间：
1995-08-29
影响因子：
11.1
作者：
RABENSTEIN, MD;SHIN, YK
通讯作者：
SHIN, YK
DOI：
10.1073/pnas.64.1.20
发表时间：
1969-01-01
影响因子：
11.1
作者：
HUBBELL, WL;MCCONNEL.HM
通讯作者：
MCCONNEL.HM
影响因子：
2.9
作者：
Gross, A;Columbus, L;Hubbell, WL
通讯作者：
Hubbell, WL