用于小区内距离确定的新技术

康斯坦茨大学，比勒费尔德大学和苏黎世联邦理工学院的研究人员首次在“物理化学快报”上发表了一篇联合论文，首次证明了电子顺磁共振(EPR)技术RIDME(弛豫诱导偶极子调制)增强)可用于确定细胞中基于钆(III)的自旋标记之间的距离。通过电子顺磁共振(EPR)确定细胞内距离揭示了生物大分子的基本结构信息，包括它们的构象以及折叠和展开过程。

用于小区内单元确定距离的传统方法，例如双电子电子共振(DEER或PELDOR)，其主要灵敏度远低于RIDME，提供高达五倍的调制深度，在激励带宽方面具有一定的局限性，并且技术上更多苛求。作为利用弛豫引起的自旋翻转来确定两个自旋标记之间的距离的单频技术，即两个不成对电子之间的距离，RIDME克服了所有这些缺点。

该技术的特殊之处在于它允许研究人员在自然条件下使用分子，正如康斯坦茨大学的Malte Drescher教授和主要作者Mykhailo Azarkh博士强调的那样：“我们首先分析了一个人的构象。细胞内的蛋白质。由于技术不太敏感，我们不得不插入并标记大量蛋白质以便能够观察它，这完全不是自然界中发生的事情。理想情况下，我们希望使用生理上的浓度由于RIDME比DEER更敏感，它使我们能够做到这一点。我们现在能够解决我们无法解决的问题。“

使用用Gd(III)-PyMTA标记的硬分子标记在Q-带上评估细胞内RIDME的性能，并将其微量连接到非洲爪蟾(非洲爪蛙)卵母细胞中。换句话说，研究人员使用了一个模型系统，其中旋转标签之间的精确距离已经知道，允许他们验证RIDME测量结果。所得到的题为“用于细胞内电子顺磁共振距离测定的Gd(III)-Gd(III)弛豫诱导偶极调制增强”的论文在线发表在TheJournal of Physical Chemistry Letterson 13.03.2019。

作为正在进行的ERC资助项目“SPICE - 细胞光谱学”的一部分，开发并测试了细胞内RIDME距离测定，其中康斯坦茨大学复杂系统光谱学教授海森堡教授Malte Drescher和他的研究团队在2017年获得了价值约200万欧元的ERC Consolidator Grant。他们的目标是开发新的光谱学方法，使他们能够在细胞的分子水平上探索更大，更复杂的生物结构。

该系列研究的下一步是确定其他合适的自旋标记，并开发RIDME，用于分子中旋转标记之间的距离未知的应用。特别关注的焦点将集中在与神经退行性疾病相关的分子上，如阿尔茨海默氏症和帕金森氏症。