NMR Sensitivity Enhancement of functional Biomolecules: Design and Development of PHIP-based Hyperpolarization Approaches
Seiten
2016
|
1. Aufl.
Mensch & Buch (Verlag)
9783863877408 (ISBN)
Mensch & Buch (Verlag)
9783863877408 (ISBN)
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Para-Hydrogen Induced Polarization (PHIP) is one of the most efficient methods enabling enhanced sensitivity in nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR) and magnetic resonance imaging (MRI). So far, this hyperpolarization method has been successfully applied to only a surprisingly small number of biologically relevant molecules, all possessing rather simple structures. This outcome can be explained taking into consideration that the molecule to be examined requires an unsaturated moiety which can undergo catalytic hydrogenation with para-enriched hydrogen that must be transferred pairwise, and added within the lifetime of the hyperpolarized state. Only when this is the case, the increase in sensitivity could be achieved.
This study was aimed on further development of PHIP technology towards its application to rather sophisticated biomolecules such as peptides and proteins, or usage for kinetic studies.
One focus of the present research was the development of a viable synthetic approach towards decoration of desired peptidic compounds with unsaturated moieties required for PHIP. To that end, non-natural amino acids containing a hydrogenizable, unsaturated group in their side chains should be incorporated into the peptides of choice. For this purpose unsaturated precursors, the so-called PHIP labels, have to be designed considering their compatibility with the solid phase peptide synthesis (SPPS). Die Para-Hydrogen-Induced Polarization (PHIP) Technik ist eine der leistungsfähigsten Methoden zur Empfindlichkeitssteigerung in der Kernspinresonanz Spektroskopie (NMR) und der Magnetresonanztomographie (MRI). Bisher konnte allerdings nur eine überraschend geringe Zahl einfacher, biologisch relevanter Moleküle mit dieser Hyperpolarisationsmethode erfolgreich untersucht werden. Der Hauptgrund hierfür liegt darin, dass eine ungesättigte Funktionalität im Zielmolekül vorhanden sein muss, die katalytisch hydriert werden kann. Bei der Hydrierung muss der paraangereicherte Wasserstoff effektiv, paarweise, und innerhalb der Lebensdauer des hyperpolarisierten Zustandes addiert werden um die Empfindlichkeitssteigerung erreichen zu können.
Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die PHIP Technik so weiterzuentwickeln, dass sie erfolgreich zur Empfindlichkeitssteigerung der NMR von Peptiden und Proteinen angewandt oder für kinetische Studien eingesetzt werden kann.
This study was aimed on further development of PHIP technology towards its application to rather sophisticated biomolecules such as peptides and proteins, or usage for kinetic studies.
One focus of the present research was the development of a viable synthetic approach towards decoration of desired peptidic compounds with unsaturated moieties required for PHIP. To that end, non-natural amino acids containing a hydrogenizable, unsaturated group in their side chains should be incorporated into the peptides of choice. For this purpose unsaturated precursors, the so-called PHIP labels, have to be designed considering their compatibility with the solid phase peptide synthesis (SPPS). Die Para-Hydrogen-Induced Polarization (PHIP) Technik ist eine der leistungsfähigsten Methoden zur Empfindlichkeitssteigerung in der Kernspinresonanz Spektroskopie (NMR) und der Magnetresonanztomographie (MRI). Bisher konnte allerdings nur eine überraschend geringe Zahl einfacher, biologisch relevanter Moleküle mit dieser Hyperpolarisationsmethode erfolgreich untersucht werden. Der Hauptgrund hierfür liegt darin, dass eine ungesättigte Funktionalität im Zielmolekül vorhanden sein muss, die katalytisch hydriert werden kann. Bei der Hydrierung muss der paraangereicherte Wasserstoff effektiv, paarweise, und innerhalb der Lebensdauer des hyperpolarisierten Zustandes addiert werden um die Empfindlichkeitssteigerung erreichen zu können.
Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die PHIP Technik so weiterzuentwickeln, dass sie erfolgreich zur Empfindlichkeitssteigerung der NMR von Peptiden und Proteinen angewandt oder für kinetische Studien eingesetzt werden kann.
| Erscheinungsdatum | 23.01.2017 |
|---|---|
| Verlagsort | Berlin |
| Sprache | deutsch |
| Maße | 148 x 210 mm |
| Einbandart | gebunden |
| Themenwelt | Naturwissenschaften ► Chemie ► Anorganische Chemie |
| Schlagworte | functional Biomolecules • MRI • NMR • PhIP • PHIP-Substrate |
| ISBN-13 | 9783863877408 / 9783863877408 |
| Zustand | Neuware |
| Informationen gemäß Produktsicherheitsverordnung (GPSR) | |
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