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Pseudocontact chemical shifts in RNA via lanthanide chelate tagging

Research Project
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01.04.2021
 - 31.03.2025

Das zentrale Anliegen dieses Forschungsprojektes ist es, eine neue Methode zu entwickeln, die es erlaubt RNA Moleküle strukturell zu charakterisieren und darüber hinaus auch ihre Dynamik und ihre Wechselwirkungen, z.B. mit kleinen Ligand Molekülen zu untersuchen. Dazu verwenden wir eine Variante der Kernmagnetischen Resonanz (NMR) Spektroskopie die mit paramagnetischen Bausteinen arbeitet, die an die RNA Moleküle an genau definierten Stellen angebunden werden können. Diese Bausteine bestehen aus einem Käfigmolekül, das Lanthanoide einschliessen kann, einem linker und einer reaktiven Gruppe, die an das RNA Molekül gekuppelt werden kann. Durch eine spezifische Modifikation von nur genau einem Nukleotid können wir exakt festlegen an welcher Stelle in der RNA unser Lanthanoid chelatisierender Tag (LCT) eingebaut wird. Die Wechselwirkung zwischen dem Lanthanoid und den NMR aktiven Kernen der RNA (1H, 13C, 15N und 31P) erlaubt dann, die Struktur und Dynamik der RNA experimentell zu bestimmen. Diese Art der paramagnetischen NMR Spektroskopie ist in den letzten beiden Jahrzehnten sehr erfolgreich an Proteinen angewandt worden und zahlreiche Probleme aus der Strukturbiologie konnten damit aufgeklärt werden. Bislang fehlt aber eine entsprechende Methode für RNA Moleküle, was daran liegt, dass es sehr viel schwieriger ist ein einzelnes Nukleotid so zu modifizieren dass es mit einem LCT wechselwirken kann als bei bei einem Protein. Erste Vorarbeiten unserer beiden Forschungsgruppen zeigten aber einen gangbaren Weg, der nun systematisch untersucht und ausgebaut werden soll. Wir versprechen uns eine benutzerfreundliche Technik, die von anderen Forschungsgruppen übernommen werden kann und somit das gegenwärtig bestehende Methodendefizit zur strukturellen Charakterisiereung von RNA überwindet.

Funding

Pseudocontact chemical shifts in RNA via lanthanide chelate tagging

SNF Projekt (GrantsTool), 04.2021-03.2025 (48)
PI : Häussinger, Daniel.

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Daniel Häussinger

Principal Investigator