ZINC SPECTROSCOPY USING NUCLEAR DOUBLE RESONANCE

使用核双共振的锌光谱

• 批准号: 6056754
• 负责人: EDMUND P DAY
• 金额: $ 11.59万
• 依托单位: EMORY UNIVERSITY
• 依托单位国家: 美国
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 美国
• 起止时间: 1998-09-01 至 2000-08-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://reporter.nih.gov/project-details/6056754
• 关键词: biomagnetism measurement; biomedical equipment development; biophysics; nuclear magnetic resonance spectroscopy; spectrometry; structural biology; superconductivity; zinc

DESCRIPTION (Adapted from the applicant's abstract): The investigators will develop the first instrument to detect Zinc spectroscopically in biophysical samples. Zinc (Zn) is one of the most important transition metal ions in biology and one of the most difficult one to detect. It is the second most prevalent transition metal ion in biology after iron. In addition to Zn's role at the active site of a variety of enzymes and as a structural element in others, Zn plays a dominant role in proteins (so-called 'Zn fingers') which control the flow of genetic information through direct interactions with the nucleic acids (DNA and RNA). The investigator proposes studying Zn spectroscopically using SQUID-detected nuclear quadruple double resonance. Zinc is spectroscopically silent. It is found in only one oxidation state in biology - namely the Zn(II) state which has a d(10) filled shell configuration. Thus, it is optically silent and diamagnetic, and therefore undetectable by either electron paramagnetic resonance (EPR), variable field magnetic circular dichroism (CD), or magnetic susceptibility. Nuclear magnetic resonance (NMR) detection of Zn is difficult because its two most prevalent isotopes have zero nuclear spin while the third (67)Zn has nuclear spin 5/2 with an abundance of 4%. Quadruple nuclei of this low abundance require specialized NMR techniques which are not yet routinely available within the biochemical or biophysical research communities. The investigator will apply these specialized techniques to build a new spectrometer capable of detecting Zn spectroscopically for the first time in biophysical samples. Other biologically important nuclei which could be studied using the same instrument include: (2)H, (14)N, (23)Na, (17)O, (25)Mg, (33)S, (35)C1, (37)C1, (39)K, (43)Ca, (51)V, (59)Co, (63)Cu, (65)Cu, (55)Mn, (95)Mo, (97)Mo, and (127)I. The proposed instrument therefore has the potential for use in a broad range of structural studies of biological molecules.

描述（改编自申请人摘要）：研究者将 开发第一台在生物物理学中通过光谱检测锌的仪器 样品 锌（Zn）是生物体内最重要的过渡金属离子之一， 也是最难检测的一种。 它是第二大 在生物学中，继铁之后，最普遍的过渡金属离子。 除了Zn 在各种酶的活性位点上的作用，并作为结构元件 在其他情况下，锌在蛋白质中起主导作用（所谓的“锌指”） 通过直接相互作用控制遗传信息的流动 核酸（DNA和RNA）。 研究者建议研究Zn 使用SQUID检测的核四重双共振进行光谱分析。 锌在光谱学上是无声的。 它只有一种氧化态 在生物学中-即具有d（10）填充壳的Zn（II）状态 配置. 因此，它是光学沉默和抗磁性的，因此， 电子顺磁共振（EPR）、可变场 磁性圆二色性（CD）或磁化率。 核 Zn的磁共振（NMR）检测是困难的，因为其两个最重要的特征是： 普遍的同位素具有零核自旋，而第三（67）Zn具有核自旋。 自旋5/2，丰度4%。 这种低丰度的四重核 需要特殊的核磁共振技术， 在生物化学或生物物理研究领域。 的 研究人员将应用这些专门技术来建立一个新的 一个光谱仪能够检测锌光谱首次在 生物物理样本。 其他生物学上重要的细胞核，可以使用相同的方法进行研究。 仪器包括：（2）H，（14）N，（23）Na，（17）O，（25）Mg，（33）S，（35）Cl， （37）Cl，（39）K，（43）Ca，（51）V，（59）Co，（63）Cu，（65）Cu，（55）Mn，（95）Mo， （97）Mo和（127）I. 因此，拟议的文书有可能 广泛用于生物分子的结构研究。