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Design and applications of lanthanide chelating tags for pseudocontact shift NMR spectroscopy with biomacromolecules
Progress in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy ( IF 7.3 ) Pub Date : 2019-10-01 , DOI: 10.1016/j.pnmrs.2019.08.002 Daniel Joss 1 , Daniel Häussinger 1
Progress in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy ( IF 7.3 ) Pub Date : 2019-10-01 , DOI: 10.1016/j.pnmrs.2019.08.002 Daniel Joss 1 , Daniel Häussinger 1
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In this review, lanthanide chelating tags and their applications to pseudocontact shift NMR spectroscopy as well as analysis of residual dipolar couplings are covered. A complete overview is presented of DOTA-derived and non-DOTA-derived lanthanide chelating tags, critical points in the design of lanthanide chelating tags as appropriate linker moieties, their stability under reductive conditions, e.g., for in-cell applications, the magnitude of the anisotropy transferred from the lanthanide chelating tag to the biomacromolecule under investigation and structural properties, as well as conformational bias of the lanthanide chelating tags are discussed. Furthermore, all DOTA-derived lanthanide chelating tags used for PCS NMR spectroscopy published to date are displayed in tabular form, including their anisotropy parameters, with all employed lanthanide ions, CB-Ln distances and tagging reaction conditions, i.e., the stoichiometry of lanthanide chelating tags, pH, buffer composition, temperature and reaction time. Additionally, applications of lanthanide chelating tags for pseudocontact shifts and residual dipolar couplings that have been reported for proteins, protein-protein and protein-ligand complexes, carbohydrates, carbohydrate-protein complexes, nucleic acids and nucleic acid-protein complexes are presented and critically reviewed. The vast and impressive range of applications of lanthanide chelating tags to structural investigations of biomacromolecules in solution clearly illustrates the significance of this particular field of research. The extension of the repertoire of lanthanide chelating tags from proteins to nucleic acids holds great promise for the determination of valuable structural parameters and further developments in characterizing intermolecular interactions.
中文翻译：
用于生物大分子假接触位移核磁共振光谱的镧系螯合标签的设计与应用
在这篇综述中，涵盖了镧系元素螯合标签及其在伪接触位移 NMR 光谱以及残余偶极耦合分析中的应用。完整概述了 DOTA 衍生和非 DOTA 衍生的镧系元素螯合标签、将镧系元素螯合标签设计为合适的接头部分的关键点、它们在还原条件下的稳定性，例如，对于细胞内应用，讨论了从镧系螯合标签转移到研究中的生物大分子的各向异性和结构特性，以及镧系螯合标签的构象偏差。此外，迄今为止发表的用于 PCS NMR 光谱的所有 DOTA 衍生的镧系元素螯合标签都以表格形式显示，包括它们的各向异性参数，使用所有使用的镧系元素离子、CB-Ln 距离和标记反应条件，即镧系元素螯合标签的化学计量、pH、缓冲液组成、温度和反应时间。此外，还介绍并批判性地审查了镧系元素螯合标签在蛋白质、蛋白质-蛋白质和蛋白质-配体复合物、碳水化合物、碳水化合物-蛋白质复合物、核酸和核酸-蛋白质复合物的假接触位移和残留偶极耦合中的应用. 镧系元素螯合标签在溶液中生物大分子结构研究中的广泛而令人印象深刻的应用清楚地说明了这一特定研究领域的重要性。
更新日期：2019-10-01
中文翻译：
用于生物大分子假接触位移核磁共振光谱的镧系螯合标签的设计与应用
在这篇综述中，涵盖了镧系元素螯合标签及其在伪接触位移 NMR 光谱以及残余偶极耦合分析中的应用。完整概述了 DOTA 衍生和非 DOTA 衍生的镧系元素螯合标签、将镧系元素螯合标签设计为合适的接头部分的关键点、它们在还原条件下的稳定性，例如，对于细胞内应用，讨论了从镧系螯合标签转移到研究中的生物大分子的各向异性和结构特性，以及镧系螯合标签的构象偏差。此外，迄今为止发表的用于 PCS NMR 光谱的所有 DOTA 衍生的镧系元素螯合标签都以表格形式显示，包括它们的各向异性参数，使用所有使用的镧系元素离子、CB-Ln 距离和标记反应条件，即镧系元素螯合标签的化学计量、pH、缓冲液组成、温度和反应时间。此外，还介绍并批判性地审查了镧系元素螯合标签在蛋白质、蛋白质-蛋白质和蛋白质-配体复合物、碳水化合物、碳水化合物-蛋白质复合物、核酸和核酸-蛋白质复合物的假接触位移和残留偶极耦合中的应用. 镧系元素螯合标签在溶液中生物大分子结构研究中的广泛而令人印象深刻的应用清楚地说明了这一特定研究领域的重要性。
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