Projektbeschreibung
Nächste Generation der Magnetresonanzspektroskopie: Einblick in Struktur und Funktion von Enzymen gewinnen
Die Magnetresonanzspektroskopie ist ein Analyseverfahren zur Untersuchung von Stoffwechselveränderungen im Gehirn, die auf verschiedene Krankheiten zurückzuführen sind. Sie kann ergänzend zur Magnetresonanztomografie zum Zweck der umfassenderen Gewebecharakterisierung stattfinden. Ziel des EU-finanzierten Projekts BIO-enMR ist die Entwicklung neuartiger Magnetresonanzinstrumente, die strukturelle Informationen über Biomoleküle liefern, die mit den üblichen Verfahren nicht zu erfassen sind. Es wird erwartet, dass der entwickelte Ansatz zahlreiche Anwendungen, etwa bei der Beschreibung der molekularen Mechanismen der Enzymaktivierung sowie der Wechselwirkungen zwischen Enzymen und Wirkstoffen, finden wird. Zudem wird er eine verbesserte Empfindlichkeit und Auflösung bei verschiedenen Analyseverfahren gewährleisten.
Ziel
Detection of magnetic nuclei via magnetic resonance spectroscopy (NMR/EPR) or imaging (MRI) is one of the most important tools to achieve structural and functional information in natural sciences. Latest developments in this field are taking advantage of the larger (about three orders of magnitude) spin polarization of unpaired electrons in paramagnetic molecules to tremendously enhance the sensitivity of nuclear magnetic resonance. However, most protocols still suffer from several bottlenecks and lack of general applicability to bio-macromolecules. This proposal aims at expanding electron-nuclear spin polarization transfer to develop new magnetic resonance tools: 1) EPR-based nuclear spin detection for structural information in the angstrom-to-nanometer scale and 2) hyperpolarized high-field NMR in the liquid state. Research in these two directions will take advantage from concerted investigations of polarization transfer mechanisms and their representative applications to biomolecular systems. Reaching this goal will permit new studies, not feasible with current techniques, for instance understanding the molecular mechanism of enzyme activation, subunits interactions and inhibition in ribonucleotide reductases, which are important targets of cancer drugs. Our laboratory possesses suited expertise and a state-of-the art combination of EPR and NMR instrumentation, by which these questions can be tackled in synergy. The research program encompasses a variety of investigations, from new experimental and instrumental designs up to short and long-term potential applications in biomolecules, for instance in the investigations of enzyme interactions with drugs, which are currently hampered by low sensitivity and resolution. A successful establishment, combined with current progress in magnetic resonance instrumentation, i.e. the age of magnetic resonance in GHz (NMR) and THz (EPR), will offer new opportunities for analytical and biophysical investigations.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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(öffnet in neuem Fenster) ERC-2020-ADG
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