Titelaufnahme

Titel
Advanced stable isotope labeling for NMR of RNA / eingereicht von Christoph Wunderlich
VerfasserWunderlich, Christoph
Begutachter / BegutachterinTollinger, Martin ; Schmid, Walther
GutachterTollinger, Martin
Erschienen2015
Umfang258 S. : zahlr. Ill., graph. Darst.
HochschulschriftInnsbruck, Univ., Diss., 2015
Anmerkung
Zsfassung in dt. Sprache
Datum der AbgabeJanuar 2015
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Isotopenmarkierung / Kernspinspektroskopie / RNA / Nukleinsäurechemie
Schlagwörter (EN)Isotope labeling / RNA / NMR / Nucleic acid chemistry
Schlagwörter (GND)RNS / Isotopenmarkierung / Magnetische Kernresonanz / Spinsystem
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Zusammenfassung (Deutsch)

Ziel der vorliegenden Arbeit war die Untersuchung von den dynamischen Eigenschaften biologisch interessanter Ribonukleinsäuren. NMR spektroskopische Methoden, die auf der Ermittlung von Relaxationsparameter beruhen sind bestens geeignet um Licht in die Bindungsprozesse von RNA Molekülen zu bringen.

Eine wichtige Voraussetzung ist dabei die Synthese von geeigneten Phosphoramiditbausteinen, die ein isoliertes 1H-13C Spinsystem besitzen, für die RNA Festphasensynthese. Als Alternative wurden ebenfalls Ribonukleintriphosphate mit einem isolierten Spinsystem entwickelt, die in der in vitro Transkription von RNA Molekülen zum Einsatz kommen können und nicht kommerziell erhältlich sind.

Durch Einsatz von CPMG (Carr-Purcell-Meiboom-Gill) Relaxation Dispersion Experimente und PRE (paramagnetische Verstärkung der Relaxation) Experimente konnte der HIV-1 TAR RNA ein konformationeller Selektionsmechanismus zur Bindung von verschiedenen Liganden nachgewiesen werden. Des Weiteren wurden die dynamischen Eigenschaften eines 15 nt hairpin und einer 32 nt langen bistabilen RNA untersucht. Mit dem ZZ Austauschexperiment wurde die dynamische Eigenschaft der 32 nt langen bistabilen in einer anderen Zeitskala untersucht.

Zusammenfassung (Englisch)

The goal of the here presented work was the elucidation of dynamic properties of biologic interesting ribonucleic acids by NMR spectroscopy. Solution NMR spectroscopic methods relying on the analysis of relaxation parameters (e.g. CPMG relaxation dispersion, ZZ exchange and PRE) are perfectly suited to shed light on such processes.

For that reason, I synthesized a variety of phosphoramidite building blocks bearing either an isolated 1H-13C spin system or were uniformly 15N labeled and were introduced as site-specific label into RNA sequences of interest. As an alternative I established a protocol for site-specifically labeled ribonucleic triphosphates, which are not commercially available and can be used in standard in vitro transcription.

Applying CPMG (Carr-Purcell-Meiboom-Gill) relaxation dispersion and PRE (paramagnetic relaxation enhancement) NMR spectroscopy to a 27 nucleotide long HIV-1 TAR RNA, it was possible to determine the conformational capture binding mechanism to various binding partners. To complete our studies, we investigated the dynamics of a 15 nucleotide hairpin as well as a 32 nt bistable RNA. With ZZ exchange, we even investigated a slower dynamic time scale for the bistable RNA.