Entwicklung und Anwendung NMR-spektroskopischer Methoden zum Magnetisierungstransfer über große Distanzen und unter Beteiligung stark relaxationsverbreiterter Resonanzen

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Die Qualität einer Strukturrechnung an Biomakromolekülen mit Hilfe NMR-spektroskopischer Daten hängt in besonderem Maße von wenigen langreichweitigen Konnektivitäten sowie von Informationen an der Schnittstelle im Falle von Komplexen ab. Konnektivitäten werden in der mehrdimensionalen NMR-Spektroskopie durch Magnetisierungstransfer erreicht, dessen Reichweite durch die Einführung von residualen dipolaren Kopplungen signifikant erweitert wurde. Ein Ziel meiner Forschungsarbeiten wird die Verbesserung und Anwendung spezieller Multipulssequenzen sein, die unter Ausnutzung des Nuclear Overhauser Enhancements (NOE) und der gesamten Kopplungstopologie von skalaren und residualen dipolaren Kopplungen einen effektiven Magnetisierungstransfer über Distanzen im Bereich von 10 Å ermöglichen werden. Mit speziellen Multipulssequenzen kann ebenfalls der Magnetisierungstransfer von austauschverbreiterten Resonanzen deutlich gesteigert werden. Diese Technik wurde bereits 1995 eingeführt, seitdem jedoch lediglich auf die besonders einfach zu handhabenden Amino-Protonen angewandt. Ein weiteres Ziel wird es sein, durch das geschickte Design von Pulssequenzen die Lebensdauer von austauschverbreiterten Kohärenzen entscheidend zu verlängern, so dass eine direkte oder indirekte Detektion von stark verbreiterten Imino-, Amid- und Hydroxyl-Protonen ermöglicht wird. Alle diese Protonen sind im allgemeinen in Wasserstoffbrückenbindungen beteiligt und deshalb für Strukturuntersuchungen an Biomakromolekülen und deren Komplexe von besonderer Bedeutung. Die Pulssequenzen sollen an mehreren Proteinen (in Zusammenarbeit mit Prof. H. Kessler), Oligonukleotiden (in Zusammenarbeit mit Prof. J.P. Marino) und Zuckern (in Zusammenarbeit mit Prof. A. Kirschning) getestet und angewandt werden, um die jeweiligen Strukturrechnungen deutlich zu verfeinern.