111kHz CP-MAS 0.7mm プローブ

非常に高速なマジック角回転 (>100 kHz)は、ここ数年で固体NMRの新たな応用の可能性を広げました。既に膜タンパク質AlkLやヒト炭酸脱水酵素IIのような、生物学的に重要な大きなタンパク質の構造とダイナミクスの調査に応用されています。従来大きなタンパク質では重水素で安定同位体標識することが必須でしたが、最近では重水素化されていない大きな分子をプロトン検出の固体NMRで測定できるようになったことで、生体試料の構造とダイナミクスの決定に新たな可能性が生まれました。0.7 mmのCPMASプローブを使用し、クライオ電子顕微鏡や高分解能NMRによる研究を効率的に補うことで、解析が難しい試料の詳細を明らかにすることができます。

非常に高速のマジック角回転によって、生物系のアプリケーションが進化するだけでなく、異方性の大きな系 (例えば、常磁性の環境) の研究についても大きなメリットが期待できます。
 

• 最高111 kHzの非常に高速のMAS
  
• 強力で信頼性の高いRF性能
  
• 111 kHz MASで0.25%以上の安定性 (±28 Hz_max)
• 磁石からプローブを取り外すことなく、サンプルのインサートとイジェクトが可能
  
• RFの構成は下記から選択可能
  - HX
  - HXY
  - HCN
  - HCND
• 全ての磁場強度、SBおよびWB磁石に対応

エレクトロニクス: 0.7 mm CPMASプローブを制御するには、MAS3コントローラーが必要です。MAS1、MAS2では使用できません。

磁石: プローブの長さがシムスタックの長さと一致する全てのSBおよびWB

ソフトウェア: TopSin 3.5以降を使用すれば、MAS 3の全ての機能を活用できます。ただし、ウェブページを介してスタンドアロンモードで操作する場合は、それ以前のバージョンでも制御可能です。
 

重水素化されていない生体試料の高分解能スペクトル

多次元NMRでは、CP（Cross Polarization Transfer）に加え、高分解能NMRで知られるINEPTでも偏極させることができます。

プロトン検出による高感度化により、大きなサンプルを天然存在比のままで調べることができます。

溶液での¹H NOESYに匹敵する9Åの範囲までの¹H間距離を測定することができます。固体NMRでは、分子の大きさに制限がないことに加え、側鎖のプロトンを利用できることは、構造研究の新たな可能性を開くことになります。

A β-barrel for oil transport through lipid membranes: Dynamic NMR structures of AlkL
Tobias Schubeis, Tanguy Le Marchand, Csaba Daday, Wojciech Kopec, Kumar Tekwani Movellan, Jan Stanek, Tom S. Schwarzer, Kathrin Castiglione, Bert L. de Groot, Guido Pintacuda, and Loren B. Andreas, PNAS, 2020.
https://doi.org/10.1073/pnas.2002598117

Assessment of a Large Enzyme–Drug Complex by Proton‐Detected Solid‐State NMR Spectroscopy without Deuteration
Suresh K. Vasa, Himanshu Singh, Kristof Grohe and Rasmus Linser, Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 5758.
https://doi.org/10.1002/anie.201811714

Structural Analysis of an Antigen Chemically-Coupled on Virus-Like Particles in Vaccine Formulation
K. Jaudzems, A. Kirsteina T. Schubeis G. Casano, O. Ouari. J. Bogans, A. Kazaks, K. Tars, A. Lesage, G. Pintacuda, Angew. Chem. Int. Ed., 2021.
DOI: 10.1002/anie.202013189

Insight into small molecule binding to the neonatal Fc receptor by X-ray crystallography and 100 kHz magic-angle-spinning NMR
Daniel Stöppler, Alex Macpherson, Susanne Smith-Penzel, Nicolas Basse, Fabien Lecomte, Hervé Deboves, Richard D. Taylor, Tim Norman, John Porter, Lorna C. Waters, Marta Westwood, Ben Cossins, Katharine Cain, James White, Robert Griffin, Christine Prosser, Sebastian Kelm, Amy H. Sullivan, David Fox III, Mark D. Carr, Alistair Henry, Richard Taylor, Beat H. Meier, Hartmut Oschkinat, Alastair D. Lawson, Plos Biology, 2018.
https://doi.org/10.1371/journal.pbio.2006192

Picometer Resolution Structure of the Coordination Sphere in the Metal-Binding Site in a Metalloprotein by NMR
Andrea Bertarello, Ladislav Benda, Kevin J. Sanders, Andrew J. Pell, Michael J. Knight, Vladimir Pelmenschikov, Leonardo Gonnelli, Isabella C. Felli, Martin Kaupp, Lyndon Emsley, Roberta Pierattelli and Guido Pintacuda, J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 39, 16757–16765.
DOI: 10.1021/jacs.0c07339

Magic-Angle Spinning Frequencies beyond 300 kHz Are Necessary to Yield Maximum Sensitivity in Selectively Methyl Protonated Protein Samples in Solid-State NMR
Kai Xue, Riddhiman Sarkar, Carina Motz, Sam Asami, Venita Decker, Sebastian Wegner, Zdenek Tosner, and Bernd Reif, J. Phys. Chem. C, 2018, 122, 28, 16437–16442.
DOI: 10.1021/acs.jpcc.8b05600

Selective ¹H–¹H Distance Restraints in Fully Protonated Proteins by Very Fast Magic-Angle Spinning Solid-State NMR
Mukul G. Jain, Daniela Lalli, Jan Stanek, Chandrakala Gowda†, Satya Prakash, Tom S. Schwarzer, Tobias Schubeis, Kathrin Castiglione, Loren B. Andreas, P. K. Madhu, Guido Pintacuda, and Vipin Agarwal, J. Phys. Chem. Lett. 2017, 8, 11, 2399–2405
DOI: 10.1021/acs.jpclett.7b00983

Structure of fully protonated proteins by proton-detected magic-angle spinning NMR
Loren B. Andreas, Kristaps Jaudzems, Jan Stanek, Daniela Lalli, Andrea Bertarello, Tanguy Le Marchand, Diane Cala-De Paepe, Svetlana Kotelovica, Inara Akopjana, Benno Knott, Sebastian Wegner, Frank Engelke, Anne Lesage, Lyndon Emsley, Kaspars Tars, Torsten Herrmann and Guido Pintacuda, PNAS, 2016, 113 (33), 9187-9192.
DOI: 10.1073/pnas.1602248113
 

Quantification of frictional heating at ultra-fast magic-angle spinning.

このアプリケーションノートでは、111 kHzまで回転させた時に、空気の摩擦によって試料がどのくらい加熱されるかについて解説しています。また、0.7 mmのプローブを使用した場合のサンプル加熱量の測定方法についても説明しています。

Tempspin: A new TopSpin tool to automatically compensate frictional heating.

このアプリケーションノートは、新しいTopSpinツールであるTempSpinの説明およびマニュアルを提供しています。このツールでは、VTによるマジック角回転中にサンプル温度を制御することができ、全てのBruker MASプローブに使用できます。このツールは、TopSpinの新しいリリースに含まれており、TopSpinのコマンドラインから「tempspin」と入力して呼び出すことができます。