هذه آلة تستخدم للقيام بتصوير الطيف من خلال التصوير بالرنين المغناطيسي. معظم هذه الآلات تستخدم مغناطيسات من 500 ميغا هرتز إلى 900 ميغا هرتز. هذا المغناطيس هو 900 ميغا هرتز.

يسمح التصوير المغناطيسي بالبيانات الهيكلية والديناميكية ثلاثية الأبعاد في ظروف قريبة قدر الإمكان من الظروف الفسيولوجية. يمكن متابعة العمليات الوظيفية في الخلايا الحية ،ويمكن التحقيق في التفاعلات العابرة بين البروتين والبروتين.

ما هو طيف التصوير بالرنين المغناطيسي، وكيف يعمل؟

يعمل طيف التصوير بالرنين النووي باستخدام المغناطيس الطبيعي - نواة بعض الذرات - داخل البروتينات. تتفاعل هذه المغناطيسات الخلوية الطبيعية مع مغناطيس كبير داخل آلة التصوير بالرنين النووي.المغناطيس الكبير يجبر مغناطيسات البروتينات على التنسيقثم يقوم الباحثون بتفجير العينة بمسلسل من نبضات موجات الراديو في جزء من الثانية ويشاهدون كيف تستجيب مغناطيسات البروتين.يستخدم العلماء عدة مجموعات من هذه التفجيرات و يجمعون البيانات للحصول على صورة أكثر اكتمالا للبروتينعلى الرغم من أن تصوير البلورات بالأشعة السينية يمكن أن يدرس البروتينات الأكبر من NMR قادرة على القيام به، يمكن لتكنولوجيا NMR دراسة البروتينات المغمورة في محلولات سائلة. على النقيض من ذلك،تتطلب البلاستولوجيا بالأشعة السينية تنظيم البروتينات إلى بلورات.

مقدمة:

تطورت الرنين المغناطيسي النووي (NMR) لتصبح التقنية الرئيسية للحصول على معلومات هيكلية بدقة ذرية في محلول على جزيئات الكائنات الكبرى مثل البروتينات والأحماض النووية.الحل NMR هي تكنولوجيا تمكين لا غنى عنها لتحديد ليس فقط هياكل مثل هذه الجزيئات ولكن أيضا تفاعلاتها، حتى الضعيفة والمرّة، فضلاً عن وصف العمليات الوظيفية في محلول وكذلك مباشرة في الخلايا الحية.المعلومات الحركية والديناميكية الحرارية بحيث تصبح تقنية مختارة في أبحاث متطورة في الطب والبيولوجيا.

الحل:

يقدم الحل NMR داخل Instruct نهجًا رئيسيًا للحصول على المعلومات على المستوى الجزيئي اللازمة لبناء شبكات من التفاعلات المسؤولة عن العمليات الخلوية الحيوية ،ولوصفها على المستوى الجزيئيبفضل التطورات الأخيرة في الأجهزة والبرمجيات، تتراوح تطبيقاتها من الهياكل فوق الجزيئية إلى البروتينات المتكبدة بشكل جوهري في تركيزات فيزيولوجية تقريبا.يقدم حل NMR إمكانيات فريدة لدراسة العمليات الديناميكية في الدقة الذرية وعلى نطاق واسع جدا من المقاييس الزمنية، من بيكوسكوند إلى ساعات، بما في ذلك آليات الطي وتشكيل المعقدات العابرة.

الـ NMR في الحالة الصلبة:

في حين أن التصوير بالرنين المغناطيسي في محلول هو بالفعل تقنية راسخة لتحديد هيكل جزيئات الحيوية في محلول،لقد شهد التصوير النووي في الحالة الصلبة (SS NMR) تقدمًا كبيرًا في المنهجية والتقنية خلال العقد الماضي، وتصل إلى وضع تقنية قوية لتحقيق الميكانيكية والهيكلية من المواد الصلبة البيولوجية.إن SS NMR خالية جوهرياً من القيود المفروضة على NMR في الحالة السائلة من حجم النظام قيد التحقيق، ويمكنها التعامل مع الأنظمة الجزيئية التي لا تتأثر بدراسات الأشعة السينية مثل الجمعيات غير القابلة للذوبان والألياف.يتم اكتشاف إمكانيات جديدة ومثيرة تقريبا كل يوم ومن المتوقع أن يفتح SS NMR ممرات جديدة للبيولوجيا الحديثة في المستقبل القريب.

يوفر SS NMR داخل Instruct أداة لا تقدر بثمن لتحديد هيكل وديناميكيات الأنظمة التي تتجاوز نطاق الطرق الهيكلية الأخرى.تتراوح من بروتينات الغشاء إلى المواد النانوية البلورية إلى الجمعيات غير القابلة للذوبان والأليافأحدث الأدوات والبروتوكولات التجريبية تمكن من تحديد عدد من المعلمات الفيزيائية الحيوية التي تسمح، جنبا إلى جنب مع تحديد الهيكل،وصف الديناميكيات الداخلية والعالمية للنظام بالتفاصيل الذريةهذه الخصائص تجعل SS NMR تقنية حيوية في علم الأحياء الهيكلي.

قياس استرخاء الدراجات السريعة:

قياس استرخاء المجال السريع هو أداة لقياس معدلات الاسترخاء النووي من الحقول المغناطيسية المنخفضة جداً (تردد لارمور البروتوني 0.01 ميه هرتز) إلى 1 ت (حوالي 45 ميه هرتز تردد لارمور البروتوني).يعتمد المجال على معدلات الاسترخاء يوفر معلومات عن الخصائص الهيكلية والديناميكية للجزيء، في حالة الأنظمة البارامغناطيسية، على استرخاء الإلكترون.

قياسات ريكسومتري عادة ما يتم إجراؤها في محلولات المياه. أنها توفر معلومات عن أوقات الارتباط تعديل التفاعلات الثنائية القطبية بين البروتونات،وبالتالي على وقت إعادة التوجه وحالة تجميع النظاميمكن أن تكون قياسات قياس التراجع مفيدة في تحديد وجود ربط بين الجزيئات الكبيرة أو بين مجمع paramagnetic صغير وجزيئة كبيرة.وكذلك لدراسة الآليات المسؤولة عن الاسترخاء الإلكترونييستخدم إلى حد كبير لوصف عوامل التباين في التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) وتحسينها.كما يتم تطبيق هذه التقنية بنجاح على وصف الجذور لتطبيقات الاستقطاب النووي الديناميكي (DNP).

الرنين الالكتروني البارامغناطيسي (EPR):

الرنين الالكتروني البارامغناطيسي (EPR) يقيس امتصاص الإشعاع الكهرومغناطيسي من قبل نظام بارامغناطيسي وضع في مجال مغناطيسي ثابت.التطبيقات القياسية لـ EPR تشمل وصف الجذور الحرة، دراسات التفاعلات التي تنطوي على الجذور / المعادن البارامغناطيسية ، والتحقيقات في الخصائص الإلكترونية والهيكلية للمراكز البارامغناطيسية.في الأنظمة البيولوجية المعقدة مع مراكز بارامغنطيسية مستقرة أو عابرة (والتي يمكن أن تكون أيونات المعادن أو مجموعات، علامات الدوران ، جذور الأحماض الأمينية ، أو جذور عوامل العضوية) يستخدم EPR لدراسة ترتيب العوامل والوحدات الفرعية ، وتشكيل عناصر الهيكل الثانوية ،أو التفاعلات بين الجزيئات الحيوية.

تستخدم المعلومات التي تم الحصول عليها في تحديد الهيكل الجزيئي. غالبًا ما تتجاوز دقة هذه المعلومات الهيكلية تلك التي توفرها الطرق الأخرى. في كثير من الحالات، يتم تحديد الهيكل الجزيئي من خلال تحديد الهيكل الجزيئي.البيانات الطيفية EPR توفر المعلومات الهيكلية الوحيدة، وخاصة عندما لا تكون بلورات عالية الدقة متاحة وأنظمة كبيرة جداً للكشف الطيفي NMR عالية الدقة.يمكن أن تكمل بيانات EPR المعلومات التي تم الحصول عليها من قبل منهجيات هيكلية أخرى، وقد أثبتت أنها تقنية أساسية للتحقيقات متعددة التخصصات للأنظمة البيولوجية.

ماذا يمكننا أن نفعل مع التصوير بالرنين المغناطيسي ؟

• Peptides are a growing class of therapeutics and defined by the US Food and Drug Administration (FDA) as a polymer composed of 40 or fewer amino acid residues regardless of source or origin of the drug.
• يمكن للببتيدات أن تتبنى هياكل من الدرجة العليا (HOS) التي تشمل الأشكال الهيكلية الثانوية والثالثة والرباعية (أي الأوليغومرات في المحلول).HOS هي سمة جودة فيزيائية للببتيدات المصممةيمكن أن يكون هناك توازن بين أشكال HOS مختلفة بما في ذلك التبادل التكويني بين الحالات المطوية والمتكشوفة وبين الحالات المونومرية والأوليغومرية.
• المنتجات الدوائية القائمة على البروتينات تمثل تحدياً لمراجعة الجودة بسبب صياغاتها المعقدة والتباين المتأصل في هياكل البروتينات.هناك حاجة إلى أساليب تحليلية ذات دقة أعلى لضمان التشابهات الهيكلية والتركيبية بين العلاجات البروتينية التي تحتوي على نفس المادة الدوائيةبالإضافة إلى الهيكل العالي للبروتين الذي تم فحصه بواسطة التصوير بالرنين المغناطيسي، أو التكثيف الدائري (CD) أو غيرها من الأساليب، فإن تجميع البروتين غير المرئي يمثل خطرًا على سلامة الدواء.
• لأن الرنين المغناطيسي النووي (NMR) كان الطريقة الطيفية الوحيدة للدقة الذرية لاستخلاص الهيكل الثلاثي الأبعاد للببتيدات في محلول،أنها بمثابة أحدث نهج لقياس تشابه HOS.

تحليل KS-V الببتيد NMRمنصة الخدمات:

• تقييم متقدم للاستمرارية الهيكلية للأدوية الجينية الببتيدية أو المماثلة البيولوجية: بما في ذلك المقارنة النوعية للطيفات ونماذج المقارنة الكمية المختلفة مثل CCSD ،التحليل الكيميائي (PCA وحساب المسافة)، الانحدار الخطي، 2D الارتباط الطريقة الخطوط العريضة ذروة، المستخدمة لتطبيق FDA.
• تعيين التحول الكيميائي للببتيدات
• تحليل موقع رابطة ديسولفيد في أدوية الببتيد
• تحليل هيكل المحلول وحساب الببتيدات
• تحديد هياكل الشوائب في الأدوية الببتيدية الاصطناعية
• التفاعلات بين البروتينات، مثل التثبيت المغناطيسي النووي، STD، WaterLOGSY