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Design von Flavoproteinen für Spin-Hyperpolarisierung in der NMR

Antragstellerinnen / Antragsteller Professor Dr. Jörg Matysik; Professorin Dr. Kirsten Zeitler
Fachliche Zuordnung Analytische Chemie
Biologische und Biomimetische Chemie
Biophysik
Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
Förderung Förderung seit 2021
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 457022772
 
Eine der empfindlichsten spektroskopischen Methoden, die Fluoreszenzmikroskopie, beruht auf spezifischen Fluoreszenzmitteln wie dem Grünen fluoreszierendem Protein (GFP), das durch Verwendung spezifischer Oberflächenmarker den Kontrast in der Bildgebung verursacht. Die Magnetresonanztomographie (MRT) würde von analogen Mitteln profitieren, die bei Beleuchtung eine Kernspinhyperpolarisation erzeugen und auch solche selektiven Oberflächenmarker tragen. Als ersten Schritt auf diesem Weg werden wir hier den Festkörper-Photo-CIDNP-Effekt (photochemisch induzierte dynamische Kernpolarisation) als Quelle für die Kernspinhyperpolarisation verwenden, der in kleinen Flavoproteinen auftritt, die als LOV-Domänen bezeichnet werden.Wir werden die LOV-Domäne modifizieren, indem wir sowohl den Elektronendonor und den Elektronenakzeptor als auch den Abstand zwischen Donor und Akzeptor ändern. Darüber hinaus wollen wir eine Donorenkette aufbauen, wie sie in größeren Flavoproteinen wie z.B. den Photolyasen vorkommt. Wir wollen die Magnetfeldabhängigkeit und die optimale Effizienz empirisch untersuchen, um die relevanten Mechanismen der lichtinduzierten 1H-, 13C- und 15N-Hyperpolarisation zu untersuchen, ungewünschte Nebenreaktionen zu unterdrücken und die Bedingungen für bestimmte Experimente zu optimieren.
DFG-Verfahren Sachbeihilfen
Internationaler Bezug Österreich, Russische Föderation
 
 

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