Fast and Robust Two-Dimensional Heteronuclear Correlation Experiments for Small Molecules
Final Report Abstract
Das Ziel des Projekts waren schnelle und robuste Experimente zur Strukturbestimmung kleiner Moleküle. Dies wurde auf mehreren Ebenen erreicht. Zentrale Ergebnisse betreffen die sogenannten ALSOFAST- und ASAP-basierten HSQC-artigen Experimente. Neben der Weiterentwicklung zu einer Vielzahl von Experimenten, die Multiplizitäteneditierung, BIRD- Entkopplung, homonukleare Entkopplung, Wasserunterdrückung, TOCSY, sowie Kopplungsmessung beinhalten, konnten die schnell-pulsenden Experimente insbesondere auf Schnelligkeit mit Aufnahmezeiten eines 2D-Experiment unter 3 Sekunden, oder in Hinblick auf Auflösung mit einer digitalen Auflösung unter einem Hertz in einer Aufnahmezeit unter 8 Minuten, optimiert werden. Gleichzeitig wurde eine Theorie zur adäquaten Beschreibung der entsprechenden Experimente aufgestellt, die die Berechnung der Signalintensitäten in den Grenzbereichen des Steady-State und der progressiven Anregung betrachtet. Die Experimente wurden mehrfach erfolgreich angewandt und Anfragen belegen, dass das Interesse in der Community groß ist. Die relativ hohe Belastung der Probenköpfe bei den schnell pulsenden Experimenten wurde durch die Entwicklung neuer Pulsklassen, etwa der RADFA-Pulse mit skalierbarem Flipwinkel und inhärenter chemischer Verschiebungsevolution, den SORDOR-Pulspaaren, oder den xyBEBOP Sättigungspulsen adressiert. Als Nebenprodukte des Projekts wurden schließlich das CLIP-COSY mit Inphase Signalen und einer Aufnahmezeit eines vollständigen 2Ds im Bereich weniger Minuten in mehreren Varianten, sowie das hochentkoppelte SHACA-HSQC für intrinsisch ungeordnete Proteine mit Eigenschaften kleiner Moleküle entwickelt.
Publications
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"CLIP-COSY: A Clean In-Phase Experiment for the Rapid Acquisition of COSY-type Correlations", Angew. Chem. Int. Ed. 55, 7655-7659 (2016)
M.R. Koos, G. Kummerlöwe, L. Kaltschnee, C.M. Thiele, B. Luy
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"Broadband RF-amplitude-dependent flip angle pulses with linear phase slope", Magn. Reson. Chem. 55 (9), 797-803 (2017)
M.R.M. Koos, H. Feyrer, B. Luy
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"Improvements, extensions, and practical aspects of rapid ASAP-HSQC and ALSOFAST-HSQC pulse sequences for studying small molecules at natural abundance", J. Magn. Reson. 281, 151–161 (2017)
D. Schulze-Sünninghausen, J. Becker, M.R.M. Koos, B. Luy
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"Boosting the NMR Assignment of Carbohydrates with Clean In‐Phase Correlation Experiments", ChemPlusChem 83 (1), 53-60 (2018)
T. Gyöngyösi, I. Timári, J. Haller, M.R.M. Koos, B. Luy, K.E. Kövér
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"Rapid two-dimensional ALSOFAST-HSQC experiment for metabolomics and fluxomics studies: application to a 13C-enriched cancer cell model treated with gold nanoparticles", Anal Bioanal Chem. 410 (11), 2793-2804 (2018)
M. Palomino Schätzlein, J. Becker, D. Schulze-Sünninghausen, A. Pineda-Lucena, J. R. Herance, B. Luy
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"ASAP-HSQC-TOCSY for Fast Spin System Identification and Extraction of Long-Range Couplings", J. Magn. Reson. 300, 76-83 (2019)
J. Becker, M.R.M. Koos
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"Polarization recovery during ASAP and SOFAST/ALSOFAST-Type Experiments", J. Magn. Reson. 300, 61-75 (2019)
M.R.M. Koos, B.Luy
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"Comprehensive and High‐Throughput Exploration of Chemical Space Using Broadband 19F NMR‐Based Screening", Angew. Chem. Int. Ed. 59, 14809–14817 (2020)
A. Lingel, A. Vulpetti, T. Reinsperger, A. Proudfoot, R. Denay, A. Frommlet, C. Henry, U. Hommel, A. D. Gossert, B. Luy, A. O. Frank
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"Power of Pure Shift HαCα Correlations: A Way to Characterize Biomolecules under Physiological Conditions", Anal. Chem. 92(18), 12423-12428 (2020)
A. Bodor, J. D. Haller, C. Bouguechtouli. F. X. Theillet, L. Nyitray, B. Luy
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Expedited Nuclear Magnetic Resonance Assignment of Small- to Medium-Sized Molecules with Improved HSQC- CLIP-COSY Experiments., Anal. Chem. 93(6), 3096-3102 (2021)
T. Gyöngyösi, I. Timári I, D. Sinnaeve, B. Luy, K. E. Kövér
