Gael de Paepe

Institution d’accueil : CEA

Laboratoire : INAC

Appel à projet : Consolidator (PE4)

Nom du projet : ULT-MAS-DNP – Polarisation nucléaire dynamique à rotation d’échantillon ultra-rapide et à température ultra-basse

Montant : 1.99 M€

Description :

L’objectif du projet est de développer une nouvelle approche d’hyperpolarisation appelée Magic Angle Spinning Dynamic Nuclear Polarization (MAS-DNP) pour atteindre des niveaux de sensibilité et de résolution jamais atteints, afin d’aborder des questions chimiques et biologiques très pertinentes qui restent sans réponse. jusqu’à présent.

Tout d’abord, cela apportera des avancées majeures en cristallographie RMN (résolution de structures 3D par RMN) en montrant que les mesures de distance entre noyaux (13C, 15N, etc.) ainsi que les paramètres quadripolaires 17O peuvent être extraits des mesures RMN sans nécessiter de marquage isotopique.

Cela s’appliquera aux systèmes qui ne peuvent pas être facilement enrichis isotopiquement et pour lesquels l’analyse par rayons X n’est souvent pas adaptée. Deuxièmement, nous proposons une stratégie innovante pour hyperpolariser les spins nucléaires à l’aide de MAS-DNP : plutôt que de polariser l’ensemble du système de manière uniforme, nous « éclairerons » sélectivement les régions où nous souhaitons recueillir des informations structurelles importantes.

Cela sera développé pour étudier les interactions protéine-ligand (avec une résolution sans précédent) afin de répondre à des questions structurelles spécifiques et d’avoir un impact potentiel sur le domaine de l’ingénierie des médicaments.

Enfin, nous montrerons que le dispositif expérimental unique développé dans ce projet ouvrira la RMN à l’étude de routine de noyaux « exotiques », mais omniprésents et hautement informatifs, tels que le 43Ca et le 67Zn.

Plus précisément, nous montrerons que le MAS-DNP peut devenir une technique de choix pour l’étude des sites de liaison des métaux diamagnétiques, en complément de la RPE pour l’étude des métalloprotéines.

Ces objectifs seront atteints grâce au développement de méthodes originales et d’une instrumentation de pointe, permettant un accès durable aux basses températures (jusqu’à 10-20 K) et une rotation pneumatique rapide des échantillons, sous irradiation micro-ondes.

Nous prévoyons d’améliorer la sensibilité actuelle à un point tel que 4 ordres de grandeur de gains de temps expérimentaux sont obtenus, résultant en des directions et des régimes de recherche complètement nouveaux.