维也纳大学化学学院的丹尼斯·库尔兹巴赫（Dennis Kurzbach）包括一小群研究人员，刚刚发表在“自然方案”中的一种先进的NMR（核磁共振）方法中，以监测快速而复杂的生物分子事件，例如蛋白质折叠。
例如，长期以来，蛋白质折叠被认为是现代研究的最大奥秘之一。在氨基酸链中采用3D结构和功能的关键过程发生在毫秒内。作为这种快速的，蛋白质折叠事件通常无法通过NMR光谱法来表征。研究分子结构的标准方法。利用超极化水，研究人员现在已经开发了一种大大增强蛋白质，核酸和其他生物分子的信号的方法。这使得可能监测诸如蛋白质折叠之类的过程。
启用实时NMR
使用NMR光谱法，研究人员可以测量原子的磁性，从而分析溶液中分子的原子结构。丹尼斯·库兹巴赫（Dennis Kurzbach）和他的同事克里斯蒂安·希尔蒂（Christian Hilty）和卢西奥·弗雷德曼（Lucio Frydman）（以色列）的方法基于NMR，并可以实时监测生物过程。通过使用超极化水，研究人员显着增强了研究样品的NMR信号，因此提高了该方法的敏感性。
使用超极化方法，更精确的溶解DNP（D-DNP），可以增强信号超过10,000倍。“超极化水充当测量过程中蛋白质NMR信号的助推器。超极化水的氢核与蛋白质的氢核交换，从而将信号强度转移到后者中，”化学学院NMR中心副负责人的丹尼斯·库尔兹巴赫（Dennis Kurzbach）说。
使用新方法，研究人员可以每100毫秒记录NMR光谱，并使用它来跟踪单个氨基酸的3-D坐标以及它们如何随时间变化。“这使我们能够监视以毫秒为单位的过程并区分各个原子，”化学家丹尼斯·库兹巴赫（Dennis Kurzbach）说，他专注于开发新方法的研究。
NMR用于蛋白质分析的使用增加
在他们的研究中，作者详细描述了他们的技术，从超极化到超极化水到NMR光谱仪的转移，再到超极化水与样品溶液的混合以及NMR测量。
此外，它们提供了六个用于应用方法的示例，包括观察蛋白质折叠，甚至RNA（核酸）和RNA结合蛋白的相互作用，作为细胞中基因表达的基础。根据科学家的说法，新方法可用于对RNA，DNA和多肽的特定研究，尤其是当信号增强达到1,000倍的“魔术”数字时。
配备超极化原型的NMR光谱仪是由超极化水提升的NMR的先决条件。但是，这种基础设施尚不常见。自2020年以来，维也纳大学化学学院就配备了DDNP-NMR设备，该设备由Dennis Kurzbach建造，基于ERC起始赠款。
资源：https://www.univie.ac.at/en/