Supramolekulare Assays zur Lokalisation von Enzymaktivität durch Verdrängungs‐induzierte Änderungen in der Magnetisierungstransfer‐NMR‐Spektroskopie mit hyperpolarisiertem ¹²⁹Xe

Abstract

Reversibel gebundenes Xenon ist ein empfindlicher Reporter für die NMR-Spektroskopie und MRT,d essen Resonanzfrequenz durchd ie chemischeU mgebung des Wirtmoleküls beeinflusst wird. Die molekulare Bildgebung von Enzymaktivität ist ein vielversprechender Ansatz zur Identifizierung von Krankheiten, allerdings sind aktuelle Konzepte für Xe-Biosensoren insofern eingeschränkt, als dass die Konvertierung des Substrates gewçhnlich nur einen geringen Einfluss auf die chemischeV erschiebung von Xe innerhalb der maßgeschneiderten Kavität hat. Wir nutzen nun die Fähigkeit des Produktes der enzymatischen Reaktion, selbst an die makrocyclischen Wirtmoleküle CB6 und CB7 zu binden und dabei Xe zu verdrängen. Diese Methode eignet sich dazu, auf Basis von ¾nderungen des Magnetisierungstransfers von hyperpolarisiertem Xe unter verschiedenen Sättigungsbedingungen Bereiche mit Enzymaktivität abzubilden.

129Xe NMR-Protein Sensor Reveals Cellular Ribose Concentration

“…This technique has been used by our laboratory and others to analyze such systems as bacterial spores, 30 tumor cells, 31 and small molecule hosts. [32][33][34][35][36][37][38] Protein-based hyper-CEST contrast agents have previously been developed for the sensitive detection of biological structures. [39][40][41] The monomeric proteins TEM-1 β-lactamase (Bla) [42][43][44] and maltose-binding protein (MBP) 45 were previously identified by our laboratory as contrast agents for 129 Xe hyper-CEST.…”