Messung und Strukturelle Interpretation anisotroper Parameter in der hochauflösenden NMR-Spektroskopie

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Viele Strukturfragen chemisch, biologisch und medizinisch interessanter Moleküle können mit konventionellen Methoden der hochauflösenden NMR-Spektroskopie nicht geklärt werden. Anisotrope NMR-Parameter wie dipolare Restkopplungen (RDCs) und residuale chemische Verschiebungsanisotropie (RCSA), gemessen in partiell orientierten Proben, können hier in vielen Fällen weiter helfen. Die akkurate und vorzeichenempfindliche Messung von entsprechenden Kopplungskonstanten und die exakte Referenzierung von Spektren zur Messung von RCSA im ppb-Bereich sind jedoch sehr schwierig. Nachdem im Rahmen dieses Projekts bereits viele Verbesserungen bei entsprechenden NMR-Experimenten eingeführt worden sind, sollen in der beantragten zweiten Phase des Projekts weitere Pulssequenzen und Pulssequenzbausteine mit Hilfe der Optimalen Kontrolltheorie entwickelt werden, Auswerteprogramme für bereits bestehende Techniken geschrieben und der gezielte Einsatz der Skalierung von anisotropen Parametern zur Vorzeichenbestimmung von langreichweitigen RDCs und RCSA eingeführt werden. Weiterhin soll die Interpretation von anisotropen NMR-Parametern mit Hilfe von MD-Simulationen bei der Orientierungsvorhersage, der Bestimmung von Diastereomeren flexibler Moleküle und der neuartigen Modellierung konformationeller Dynamik mit RDCs aus einem einzigen Orientierungsmedium ausgebaut bzw. eingeführt werden. Mit den geplanten Erweiterungen würde in etwa eine Verdoppelung der messbaren anisotropen NMR-Parameter und eine standardisierte Auswertung auch flexibler Moleküle erreicht.