Multi-Quanten Spin Counting und langreichweitige Abstandsmessungen mittels gepulster EPR

• Antragsteller: Professor Dr. Thomas F. Prisner
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 471089264

Gepulste EPR Methoden erlauben es Abstände im 1-10 nm Bereich in Makromolekülen zu bestimmen. Dabei wird die magnetische Dipol-Dipol Wechselwirkung zwischen zwei kovalent an das Makromolekül gebundenen paramagnetischen Spin-Labeln gemessen. In dieses Projekt wollen wir diese Methoden für die meistbenutzen Nitroxid-Spinlabel in zweifacher Weise erweitern:1) Erweiterung des messbaren Abstandsbereichs durch die Entwicklung einer Carr-Purcell SIFTER Puls-Sequenz mit breitbandigen Amplituden- und Frequenz-modulierten Mikrowellen-Pulsen. Diese Refokussierungs-Pulssequenzen entkoppeln den Elektronenspin von den nahen Kernspins und erlauben so längere Beobachtungszeitfenster zu erreichen. Dies ist wichtig für die Anwendung der Methode auf große Makromolekulare Systeme mit hoher intrinsischer Flexibilität (wie Beispielsweise intrinsisch ungefaltete Proteine, Membran-Protein-Komplexe oder Protein-Oligonukleotid Komplexe). 2) Abzählen der dipolar gekoppelten Elektronenspins in einem Komplex durch Multi-Quanten EPR Experimente mit breitbandigen Amplituden- und Frequenz-modulierten Mikrowellenpulsen. Das würde es erlauben beispielsweise die oligomeren Zustände von Membranprotein-Komplexen in ihrer natürlichen Lipid-Umgebung zu bestimmen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen