Trityl-Spin-Marker: Entwicklung von Markierungsstrategien für gepulste dipolare EPR-Messungen an RNA in Zellen und in Abhängigkeit von der Temperatur

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Stephanie Kath-Schorr; Professor Dr. Olav Schiemann
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie ; Biologische und Biomimetische Chemie
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 579619180

Nukleinsäurekomplexe sind hochdynamische Systeme und erfüllen eine Vielzahl von biologischen Funktionen. Im Laufe der Jahre haben viele Beispiele gezeigt, dass es die Dynamik dieser Komplexe ist, die sie von ihrer inaktiven Energieminimumstruktur, wie sie z. B. in Kristallstrukturen zu finden ist, in die aktive Konformation treibt, und dass diese Dynamik von der zellulären Umgebung beeinflusst wird. Die Elektronenspinresonanz (ESR), insbesondere die gepulste dipolare ESR-Spektroskopie (PDS), ist in Kombination mit SiteDirected Spin Labeling (SDSL) eine leistungsfähige Methode, um die Dynamik biologischer Systeme in vitro und in cellulo entweder in Form von Konformationsensembles oder durch zeitaufgelöste Methoden zu erfassen. Innerhalb von Zellen werden die üblicherweise verwendeten Nitroxid-Spinmarker jedoch sehr schnell abgebaut, und reduktionsstabilere Marker für Nukleinsäuren werden nur in Kombination mit i) langen, flexiblen Linkern, die die Interpretation von Abstandsverteilungen erschweren, und/oder ii) Markierungsstrategien, die ausschließlich die Enden von Nukleinsäuren markieren, verwendet, was die Informationen über Konformationen und Dynamik einschränkt. Daher wollen wir hier neue Markierungsstrategien für Nukleinsäuren mit Trityl-Markierungen entwickeln, die in Zellen stabil sind, und diese Methodik in Kombination mit zeitaufgelösten ESR-Methoden in vitro und in cellulo anwenden, um Fragen nach Funktion für zwei mRNA-Sequenzen zu beantworten, den Guanidinium-(II)-Riboswitch und das Cytoplasmic Polyadenylation Element Binding Protein 3 (CPEB3) Ribozym.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen