Entwicklung von Lanthanoid-Tags für die biomolekulare NMR-Spektroskopie

Abstract

Paramagnetisch induzierte Effekte, wie Pseudokontaktverschiebungen (PCSs) oder residuale dipolare Kopplungen (RDCs) sind für die biomolekulare NMR-Spektroskopie von großem Wert. Sie enthalten sowohl langreichweitige Informationen über Abstände und Winkel, die zur Strukturbestimmung verwendet werden können, als auch Informationen über die Dynamik eines Moleküls. In dieser Arbeit werden die Entwicklung, Synthese und Anwendung von Cys-Ph-TAHA (Cysteinyl-Phenyl-Triaminohexaacetat), einem neuartigen, neunzähnigen Lanthanoid-Tag für die paramagnetische Markierung von Proteinen beschrieben. Der vorbeladene Tag kann an oberflächenexponierte Cysteinreste über eine Disulfidbrücke selektiv gebunden werden. Die Eigenschaften des Tags wurden an zwei Ubiquitin-Cysteinmutanten und verschiedenen Lanthanoidionen untersucht. Es wurden große RDCs und PCSs gemessen, die in exzellenter Übereinstimmung mit zurückberechneten Werten waren. Mit den erhaltenen Daten wurden die Eigenschaften der PCS- beziehungsweise RDC-basierten Alignmenttensoren näher untersucht. Durch die gleichzeitige Auswertung von PCSs und RDCs konnte ein gemeinsamer Tensor bestimmt werden, der für beide Daten sehr gute Korrelationen zeigte.