Bestimmung der physikalisch‐chemischen Zusammensetzung von biomolekularen Kondensaten durch räumlich aufgelöste NMR

Abstract

Die Flüssig‐Flüssig‐Phasentrennung hat sich als grundlegender Prozess bei der Bildung biomolekularer Kondensate erwiesen. Einblicke in die Zusammensetzung und Struktur biomolekularer Kondensate werden jedoch durch deren molekulare Komplexität und Dynamik erschwert. Hier stellen wir ein verbessertes räumlich aufgelöstes NMR‐Experiment vor, das eine quantitative Analyse der physikalisch‐chemischen Zusammensetzung von biomolekularen Mehrkomponenten‐Kondensaten im Gleichgewicht und ohne Markierung ermöglicht. Die Anwendung der ortsaufgelösten NMR auf Kondensate, die durch das mit der Alzheimer‐Krankheit assoziierte Protein Tau gebildet werden, zeigt einen verringerten Wassergehalt, den Ausschluss des molekularen Verdrängungsmittels Dextran, das Vorhandensein einer spezifischen chemischen Umgebung des kleinen Moleküls DSS und eine ≈150‐fach erhöhte Konzentration von Tau im Kondensat. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die ortsaufgelöste NMR einen großen Einfluss auf das Verständnis der Zusammensetzung und der physikalischen Chemie von biomolekularen Kondensaten haben kann.