Hochsensitive NMR Studien durch β-Detektion and Hyperpolarisation zu Struktur und Dynamik von G-Quadruplexen

• Antragstellerin: Dr. Beatrice Karg
• Fachliche Zuordnung: Analytische Chemie
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 441102113

Aufgrund ihrer biologischen Relevanz und hervorragenden Anwendbarkeit als biomolokulare Werkzeuge sind G-Quadruplexe (G4) in den letzten Jahren in den Fokus der Forschung gerückt. Im Gegensatz zur kanonischen doppelhelikalen DNA, bestehen diese Strukturen aus gestapelten Tetraden von Guanosin-Nukleotiden, die um ein zentrales monovalentes Kation, meist Na+ oder K+, arrangiert sind. Dieses zentrale Gegenion kann G4-Studien eine neue Sichtweise auf Faltung und Dynamik gewähren, ist allerdings mit konventioneller NMR nur schwer zu beobachten, da es sich bei Na+ und K+ um quadrupolare Kerne handelt. Entsprechend sind Resonanzen stark verbreitert und von geringer Intensität.Innerhalb dieses Projekts wird ein neuer Weg zur Untersuchung dieser Kerne vorgeschlagen: Dieser kombiniert Laser-induzierte Hyperpolarisation und die β-Detektion des nuklearen Zerfalls radioaktiver Kerne. Dadurch können Signalverbesserungen von bis zu 10 Größenordnungen erreicht werden. Zusätzlich erlaubt die Methode eine Echtzeit-Observation der Faltung, die mit konventionellen Setups nur schwer zu implementieren ist.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Schweiz
• Gastgeberin: Professorin Dr. Magdalena Kowalska