Konsole und Probenköpfe 600 MHz NMR-Spektrometer

• Fachliche Zuordnung: Grundlagen der Biologie und Medizin
• Förderung: Förderung in 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 539080547

Das hier beantragte Großgerät hat sich zum Ziel gesetzt, Forschungsvorhaben von höchster Relevanz am NMR-Zentrum der Universität Konstanz umsetzen zu können. Dabei soll eine signifikante Erweiterung der Anwendungsmöglichkeiten der modernen hochauflösenden NMR-Spektroskopie erreicht werden, indem die beiden Heterokerne Fluor (19F) und Phosphor (31P) an einem Gerät der 600 MHz-Klasse verfügbar werden. Mit der derzeitigen Ausstattung des NMR-Zentrums sind sensitive 19F-NMR-Experimente ausschließlich an einem 800 MHz Gerät (CP-QCI Probenkopf) möglich. Durch die intrinsischen Eigenschaften des Fluorkerns ist gezeigt worden, dass die Feldstärke von 600 MHz eine hervorragende experimentelle Zugänglichkeit zur Detektion von 19F besitzt. Dies soll mit dem beantragten Großgerät zielgerichtet ausgenutzt werden. Zudem besteht derzeit am NMR-Zentrum keine Möglichkeit, 31P an einem Gerät der 600 MHz-Geräteklasse zu messen. Eine umfängliche NMR-spektroskopische Charakterisierung von Nukleotiden ist auf den 31P-Kern angewiesen. Daher wird das hier beantragte Großgerät die Zugänglichkeit des 31P-Kerns entscheidend erweitern und damit Fragestellungen beantworten können, die auf dem Gebiet der DNA/RNA-Forschung verfolgt werden. Neben individuellen Forschungsvorhaben der Arbeitsgruppen, die Experimente am NMR-Zentrum durchführen, ist in Konstanz eine lebhafte Kooperationskultur interdisziplinärer Art im Rahmen von Verbundforschungsvorhaben zu verzeichnen, bei denen die wissenschaftlichen Projekte auf eine adäquate, zeitgemäß-ausgestattete NMR-Infrastruktur angewiesen sind. Als prominente Beispiele sind fluorbasierte Studien zur Bestimmung der thermodynamischen Stabilität und Funktion von Proteinen im zellulären Kontext, Projekte, die sich mit posttranslationalen Proteinmodifikationen beschäftigen oder auch komplementäre Studien, die Ergebnisse aus Computersimulationen mit experimentell gewonnenen Daten auf atomarer Größenskala vergleichen, zu nennen. Eine weitere Motivation des beantragten Großgerätes betrifft die Verfügbarkeit der in der NMR core facility bereitgestellten Infrastruktur. Derzeit werden zwei Kyroplattformen betrieben (an 600 MHz mit CP-TCI Probenkopf (Installation 2008) sowie an 800 MHz mit CP-QCI Probenkopf (Inbetriebnahme 2019)). Mit der Nutzung modernster Raumtemperatur-NMR-Probenköpfe wird die Robustheit, Zuverlässigkeit und der für experimentelle Arbeiten zur Verfügung stehende Temperaturbereich des 600 MHz NMR-Spektrometers gesteigert. Der in der NMR core facility vorhandene supraleitende 14.1 T Magnet (Installation 2008) wird dabei weiter genutzt. Durch technische Weiterentwicklung und methodischen Fortschritt an Probenköpfen wie auch in der Konsolentechnik ist das hier beantragte Großgerät in der Lage, den Wechsel von einer Kryoplattform zu einem Raumtemperatursystem aufzufangen, bei paralleler, signifikanter Erweiterung der zur Detektion verfügbaren NMR-aktiven Kerne (derzeit: 1H, 2H, 13C, 15N; dann: 1H, 2H, 13C, 15N, 19F und 31P).

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Konsole und Probenköpfe 600 MHz NMR-Spektrometer (Teilfinanzierung)
• Gerätegruppe: 1740 Hochauflösende NMR-Spektrometer
• Antragstellende Institution: Universität Konstanz
• Leiter: Professor Dr. Michael Kovermann