• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

利用高功率射频场将 CEST NMR 光谱法的灵敏度扩展到核酸的微秒到毫秒级动力学。

Extending the Sensitivity of CEST NMR Spectroscopy to Micro-to-Millisecond Dynamics in Nucleic Acids Using High-Power Radio-Frequency Fields.

机构信息

Department of Biochemistry, Duke University, 229, Nanaline Duke Building, 307 Research Drive, Durham, NC, 27710, USA.

Department of Chemistry, Duke University, Durham, NC, 27708, USA.

出版信息

Angew Chem Int Ed Engl. 2020 Jul 6;59(28):11262-11266. doi: 10.1002/anie.202000493. Epub 2020 May 11.

DOI:10.1002/anie.202000493
PMID:32168407
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7857695/
Abstract

Biomolecules undergo motions on the micro-to-millisecond timescale to adopt low-populated transient states that play important roles in folding, recognition, and catalysis. NMR techniques, such as Carr-Purcell-Meiboom-Gill (CPMG), chemical exchange saturation transfer (CEST), and R are the most commonly used methods for characterizing such transitions at atomic resolution under solution conditions. CPMG and CEST are most effective at characterizing motions on the millisecond timescale. While some implementations of the R experiment are more broadly sensitive to motions on the micro-to-millisecond timescale, they entail the use of selective irradiation schemes and inefficient 1D data acquisition methods. Herein, we show that high-power radio-frequency fields can be used in CEST experiments to extend the sensitivity to faster motions on the micro-to-millisecond timescale. Given the ease of implementing high-power fields in CEST, this should make it easier to characterize micro-to-millisecond dynamics in biomolecules.

摘要

生物分子在微秒到毫秒的时间尺度上发生运动,以形成低 populate 的瞬态状态,这些状态在折叠、识别和催化中发挥着重要作用。NMR 技术,如 Carr-Purcell-Meiboom-Gill (CPMG)、化学交换饱和转移 (CEST) 和 R 技术,是在溶液条件下以原子分辨率表征这些转变的最常用方法。CPMG 和 CEST 最适用于表征毫秒时间尺度上的运动。虽然 R 实验的一些实现方案对微秒到毫秒时间尺度上的运动更为敏感,但它们需要使用选择性辐照方案和效率低下的 1D 数据采集方法。在此,我们表明,可以在 CEST 实验中使用高功率射频场来扩展对微秒到毫秒时间尺度上更快运动的灵敏度。鉴于在 CEST 中实现高功率场的简便性,这应该使得在生物分子中表征微秒到毫秒时间尺度的动力学变得更加容易。

相似文献

1
Extending the Sensitivity of CEST NMR Spectroscopy to Micro-to-Millisecond Dynamics in Nucleic Acids Using High-Power Radio-Frequency Fields.利用高功率射频场将 CEST NMR 光谱法的灵敏度扩展到核酸的微秒到毫秒级动力学。
Angew Chem Int Ed Engl. 2020 Jul 6;59(28):11262-11266. doi: 10.1002/anie.202000493. Epub 2020 May 11.
2
Beyond slow two-state protein conformational exchange using CEST: applications to three-state protein interconversion on the millisecond timescale.利用化学交换饱和转移(CEST)实现超越慢双态蛋白构象交换:在毫秒时间尺度上应用于三态蛋白互变。
J Biomol NMR. 2024 Mar;78(1):39-60. doi: 10.1007/s10858-023-00431-6. Epub 2024 Jan 3.
3
Residue selective N CEST and CPMG experiments for studies of millisecond timescale protein dynamics.用于研究毫秒时间尺度蛋白质动力学的残基选择性 NCEST 和 CPMG 实验。
J Magn Reson. 2018 Aug;293:47-55. doi: 10.1016/j.jmr.2018.05.016. Epub 2018 Jun 1.
4
Evaluating the influence of initial magnetization conditions on extracted exchange parameters in NMR relaxation experiments: applications to CPMG and CEST.评估初始磁化条件对核磁共振弛豫实验中提取的交换参数的影响:在CPMG和CEST中的应用
J Biomol NMR. 2016 Aug;65(3-4):143-156. doi: 10.1007/s10858-016-0045-x. Epub 2016 Jul 29.
5
Chemical Exchange.化学交换
Methods Enzymol. 2019;615:177-236. doi: 10.1016/bs.mie.2018.09.028. Epub 2018 Dec 4.
6
Recent developments in deuterium solid-state NMR for the detection of slow motions in proteins.氘固态 NMR 在检测蛋白质中慢运动方面的最新进展。
Solid State Nucl Magn Reson. 2021 Feb;111:101710. doi: 10.1016/j.ssnmr.2020.101710. Epub 2021 Jan 7.
7
Multiple frequency saturation pulses reduce CEST acquisition time for quantifying conformational exchange in biomolecules.多频率饱和脉冲可减少用于量化生物分子构象交换的CEST采集时间。
J Biomol NMR. 2018 May;71(1):19-30. doi: 10.1007/s10858-018-0186-1. Epub 2018 May 23.
8
Characterizing micro-to-millisecond chemical exchange in nucleic acids using off-resonance R relaxation dispersion.利用非共振 R1 弛豫分散研究核酸中的微秒至毫秒级化学交换。
Prog Nucl Magn Reson Spectrosc. 2019 Jun-Aug;112-113:55-102. doi: 10.1016/j.pnmrs.2019.05.002. Epub 2019 May 11.
9
Studying micro to millisecond protein dynamics using simple amide N CEST experiments supplemented with major-state R and visible peak-position constraints.使用简单的酰胺 N CEST 实验,辅以主要状态 R 和可见峰位置约束,研究微秒到毫秒级的蛋白质动力学。
J Biomol NMR. 2023 Aug;77(4):165-181. doi: 10.1007/s10858-023-00419-2. Epub 2023 Jun 10.
10
Rapid Determination of Fast Protein Dynamics from NMR Chemical Exchange Saturation Transfer Data.从核磁共振化学交换饱和转移数据快速测定快速蛋白质动力学
Angew Chem Int Ed Engl. 2016 Feb 24;55(9):3117-9. doi: 10.1002/anie.201511711. Epub 2016 Jan 28.

引用本文的文献

1
Relaxation Optimized Heteronuclear Experiments for Extending the Size Limit of RNA Nuclear Magnetic Resonance.用于扩展RNA核磁共振尺寸极限的弛豫优化异核实验
J Am Chem Soc. 2025 Apr 2;147(13):11179-11188. doi: 10.1021/jacs.4c17823. Epub 2025 Mar 18.
2
Quantitative and systematic NMR measurements of sequence-dependent A-T Hoogsteen dynamics uncovers unique conformational specificity in the DNA double helix.对序列依赖性A-T Hoogsteen动力学进行定量和系统的核磁共振测量,揭示了DNA双螺旋中独特的构象特异性。
bioRxiv. 2024 May 15:2024.05.15.594415. doi: 10.1101/2024.05.15.594415.
3
Direct Measurement of 8OG Syn-Anti Flips in Mutagenic 8OG·A and Long-Range Damage-Dependent Hoogsteen Breathing Dynamics Using H CEST NMR.使用氢化学交换饱和转移核磁共振(H CEST NMR)直接测量诱变型8-氧代鸟嘌呤(8OG)·腺嘌呤(A)中8OG顺反翻转以及远距离损伤依赖性 hoogsteen 呼吸动力学。
J Phys Chem B. 2024 May 2;128(17):4087-4096. doi: 10.1021/acs.jpcb.4c00316. Epub 2024 Apr 22.
4
Direct Measurement of 8OG Flips in Mutagenic 8OG•A and Long-Range Damage-Dependent Hoogsteen Breathing Dynamics Using H CEST NMR.使用氢碳化学交换饱和转移核磁共振直接测量诱变8-氧代鸟嘌呤(8OG)•A中的8OG翻转以及远距离损伤依赖性Hoogsteen呼吸动力学
bioRxiv. 2024 Jan 16:2024.01.15.575532. doi: 10.1101/2024.01.15.575532.
5
Transient excited states of the metamorphic protein Mad2 and their implications for function.变质蛋白Mad2的瞬态激发态及其功能意义。
Proteins. 2025 Jan;93(1):302-319. doi: 10.1002/prot.26667. Epub 2024 Jan 14.
6
Rapid assessment of Watson-Crick to Hoogsteen exchange in unlabeled DNA duplexes using high-power SELOPE imino H CEST.使用高功率SELOPE亚氨基H CEST快速评估未标记DNA双链体中沃森-克里克到 hoogsteen的交换
Magn Reson (Gott). 2021 Sep 14;2(2):715-731. doi: 10.5194/mr-2-715-2021. eCollection 2021.
7
Studying micro to millisecond protein dynamics using simple amide N CEST experiments supplemented with major-state R and visible peak-position constraints.使用简单的酰胺 N CEST 实验,辅以主要状态 R 和可见峰位置约束,研究微秒到毫秒级的蛋白质动力学。
J Biomol NMR. 2023 Aug;77(4):165-181. doi: 10.1007/s10858-023-00419-2. Epub 2023 Jun 10.
8
Identifying and Overcoming Artifacts in H-Based Saturation Transfer NOE NMR Experiments.基于 H 的饱和转移 NOE NMR 实验中的伪影识别与克服。
J Am Chem Soc. 2023 Mar 22;145(11):6289-6298. doi: 10.1021/jacs.2c13087. Epub 2023 Mar 6.
9
Elucidating the mechanisms underlying protein conformational switching using NMR spectroscopy.利用核磁共振光谱阐明蛋白质构象转换的潜在机制。
J Magn Reson Open. 2022 Jun;10-11:100034. doi: 10.1016/j.jmro.2022.100034.
10
Isotope Labels Combined with Solution NMR Spectroscopy Make Visible the Invisible Conformations of Small-to-Large RNAs.同位素标记与溶液 NMR 光谱学联合使用,使小至大 RNA 的不可见构象可见。
Chem Rev. 2022 May 25;122(10):9357-9394. doi: 10.1021/acs.chemrev.1c00845. Epub 2022 Apr 20.

本文引用的文献

1
NMR Chemical Exchange Measurements Reveal That -Methyladenosine Slows RNA Annealing.NMR 化学交换测量显示 -甲基腺苷使 RNA 退火速度减慢。
J Am Chem Soc. 2019 Dec 26;141(51):19988-19993. doi: 10.1021/jacs.9b10939. Epub 2019 Dec 16.
2
Characterizing micro-to-millisecond chemical exchange in nucleic acids using off-resonance R relaxation dispersion.利用非共振 R1 弛豫分散研究核酸中的微秒至毫秒级化学交换。
Prog Nucl Magn Reson Spectrosc. 2019 Jun-Aug;112-113:55-102. doi: 10.1016/j.pnmrs.2019.05.002. Epub 2019 May 11.
3
Observation and Kinetic Characterization of Transient Schiff Base Intermediates by CEST NMR Spectroscopy.通过 CEST NMR 光谱观察和瞬态希夫碱中间体的动力学特征。
Angew Chem Int Ed Engl. 2019 Oct 21;58(43):15309-15312. doi: 10.1002/anie.201908416. Epub 2019 Sep 17.
4
Quantification of hydroxyl exchange of D-Glucose at physiological conditions for optimization of glucoCEST MRI at 3, 7 and 9.4 Tesla.在 3、7 和 9.4 特斯拉下优化 glucoCEST MRI 时对生理条件下 D-葡萄糖羟基交换的定量。
NMR Biomed. 2019 Sep;32(9):e4113. doi: 10.1002/nbm.4113. Epub 2019 Jul 17.
5
Analysis of chemical exchange saturation transfer contributions from brain metabolites to the Z-spectra at various field strengths and pH.分析不同场强和 pH 值下脑代谢物对 Z 谱的化学交换饱和转移贡献。
Sci Rep. 2019 Jan 31;9(1):1089. doi: 10.1038/s41598-018-37295-y.
6
Dynamic basis for dG•dT misincorporation via tautomerization and ionization.通过互变异构和离子化作用产生 dG•dT 错配的动态基础。
Nature. 2018 Feb 8;554(7691):195-201. doi: 10.1038/nature25487. Epub 2018 Jan 31.
7
Quantifying Guest Exchange in Supramolecular Systems.定量超分子体系中的客体交换。
Angew Chem Int Ed Engl. 2017 Nov 27;56(48):15314-15318. doi: 10.1002/anie.201708726. Epub 2017 Oct 20.
8
QUESP and QUEST revisited - fast and accurate quantitative CEST experiments.QUESP 和 QUEST 再探讨——快速准确的定量 CEST 实验。
Magn Reson Med. 2018 Mar;79(3):1708-1721. doi: 10.1002/mrm.26813. Epub 2017 Jul 7.
9
Probing conformational dynamics in biomolecules via chemical exchange saturation transfer: a primer.通过化学交换饱和转移探究生物分子中的构象动力学:入门指南。
J Biomol NMR. 2017 Apr;67(4):243-271. doi: 10.1007/s10858-017-0099-4. Epub 2017 Mar 19.
10
Visualizing the formation of an RNA folding intermediate through a fast highly modular secondary structure switch.通过快速高度模块化的二级结构转换可视化 RNA 折叠中间体的形成。
Nat Commun. 2016 Jun 13;7:ncomms11768. doi: 10.1038/ncomms11768.