950 MHz NMR Spektrometer mit Kryoprobenkopf (Gebrauchtgerät)

• Fachliche Zuordnung: Grundlagen der Biologie und Medizin
• Förderung: Förderung in 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 518589454

Die integrative Strukturbiologie, die Röntgenkristallographie, Kryo-Elektronenmikroskopie und NMR-Spektroskopie kombiniert, liefert heutzutage molekulare Details für wesentliche biologische Prozesse, die physiologischen und krankheitsbedingten zellulären Signalwegen zugrunde liegen. Das Verständnis dieser komplexen molekularen Mechanismen ist mit statischen Strukturen nicht möglich, erfordert jedoch dringend ein Verständnis der funktionell wichtigen Konformationsdynamik von Proteinen, RNAs und ihren Komplexen. Die NMR-Spektroskopie ist die einzige Methode, die die dynamischen Eigenschaften biologischer Makromoleküle mit (nahezu) atomarer Auflösung für Zeitskalen von Pikosekunden bis Stunden beschreiben kann. Um die molekularen Mechanismen von Proteinen, RNAs und ihren Komplexen in einer nativen Lösungsumgebung zu untersuchen, ist die NMR-Spektroskopie bei ultrahohen Magnetfeldern unerlässlich, um das Signal-Rausch-Verhältnis und die spektrale Auflösung zu verbessern. Darüber hinaus umfasst etwa ein Drittel des menschlichen Proteoms intrinsisch ungeordnete Regionen und Proteine (IDRs/IDPs), die oft eine wesentliche Rolle bei der Regulierung zellulärer Prozesse spielen, spielen eine wichtige Rolle bei der Bildung und Regulierung membranloser Organellen durch Flüssig-Flüssig-Phasentrennung und sind mit menschlichen Krankheiten verbunden, die von Krebs bis zu neurodegenerativen Erkrankungen reichen. Diese Regionen können nur durch Lösungs-NMR-Techniken adressiert werden, erfordern aber aufgrund der Degeneration ihrer Aminosäurezusammensetzung eine erhöhte spektrale Auflösung. Kontinuierliche Entwicklungen in der NMR-Hardware, NMR-Methodik und Probenvorbereitung und Isotopenmarkierungsmethoden haben neue Möglichkeiten eröffnet, biomedizinisch relevante biomolekulare Systeme mit Lösungszustands-NMR zu untersuchen. In diesem Antrag beantragen wir die dauerhafte Installation des 950 MHz Ultrahochfeld-NMR-Spektrometers am Bayerischen NMR-Zentrum. Dies steht im Zusammenhang mit einem begleitenden Vorschlag für eine 0,7-mm-MAS-Festkörper-NMR-Sonde für das kürzlich installierte 1,2-GHz-Spektrometer. Gemäß den Empfehlungen des internationalen Wissenschaftlichen Beirats (SAB) des BNMRZ planen wir, 50 % der Messzeit am 1,2-GHz-Instrument für ultraschnelle MAS-Festkörper-NMR-Anwendungen zu reservieren, um die herausragenden Verbesserungen in Empfindlichkeit und Auflösung zu nutzen. Die daraus resultierende Reduzierung der Messzeit, die für Anwendungen im Lösungszustand bei 1,2 GHz zur Verfügung steht, wird durch das 950-MHz-Instrument kompensiert, das ausschließlich für Experimente im Lösungszustand verwendet wird, um die wachsende Zahl von Projekten zu unterstützen, die Ultrahochfeld-NMR-Messungen in Lösung erfordern.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: 950 MHz NMR Spektrometer mit Kryoprobenkopf (Gebrauchtgerät)
• Gerätegruppe: 1740 Hochauflösende NMR-Spektrometer
• Antragstellende Institution: Technische Universität München (TUM)
• Leiter: Professor Dr. Michael Sattler