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Enregistrement W2599668542 · doi:10.1021/acs.accounts.7b00082

Proton-Based Ultrafast Magic Angle Spinning Solid-State NMR Spectroscopy

2017· review· en· W2599668542 sur OpenAlexfundno aff
Rongchun Zhang, Kamal H. Mroué, Ayyalusamy Ramamoorthy

Notice bibliographique

RevueAccounts of Chemical Research · 2017
Typereview
Langueen
DomaineChemistry
ThématiqueAdvanced NMR Techniques and Applications
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesNational Institute of General Medical SciencesNational Institutes of HealthUniversity of Waterloo
Mots-clésMagic angle spinningUltrashort pulseSolid-state nuclear magnetic resonanceMAGIC (telescope)SpectroscopyMagic angleNuclear magnetic resonance spectroscopySpinningProtonMaterials scienceNuclear magnetic resonanceChemistryAtomic physicsPhysicsOpticsNuclear physicsQuantum mechanicsPolymer chemistry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Conspectus Protons are vastly abundant in a wide range of exciting macromolecules and thus can be a powerful probe to investigate the structure and dynamics at atomic resolution using solid-state NMR (ssNMR) spectroscopy. Unfortunately, the high signal sensitivity, afforded by the high natural-abundance and high gyromagnetic ratio of protons, is greatly compromised by severe line broadening due to the very strong 1 H– 1 H dipolar couplings. As a result, protons are rarely used, in spite of the desperate need for enhancing the sensitivity of ssNMR to study a variety of systems that are not amenable for high resolution investigation using other techniques including X-ray crystallography, cryo-electron microscopy, and solution NMR spectroscopy. Thanks to the remarkable improvement in proton spectral resolution afforded by the significant advances in magic-angle-spinning (MAS) probe technology, 1 H ssNMR spectroscopy has recently attracted considerable attention in the structural and dynamics studies of various molecular systems. However, it still remains a challenge to obtain narrow 1 H spectral lines, especially from proteins, without resorting to deuteration. In this Account, we review recent proton-based ssNMR strategies that have been developed in our laboratory to further improve proton spectral resolution without resorting to chemical deuteration for the purposes of gaining atomistic-level insights into molecular structures of various crystalline solid systems, using small molecules and peptides as illustrative examples. The proton spectral resolution enhancement afforded by the ultrafast MAS frequencies up to 120 kHz is initially discussed, followed by a description of an ensemble of multidimensional NMR pulse sequences, all based on proton detection, that have been developed to obtain in-depth information from dipolar couplings and chemical shift anisotropy (CSA). Simple single channel multidimensional proton NMR experiments could be performed to probe the proximity of protons for structure determination using 1 H– 1 H dipolar couplings and to evaluate the changes in chemical environments as well as the relative orientation to the external magnetic field using proton CSA. Due to the boost in signal sensitivity enabled by proton detection under ultrafast MAS, by virtue of high proton natural abundance and gyromagnetic ratio, proton-detected multidimensional experiments involving low-γ nuclei can now be accomplished within a reasonable time, while the higher dimension also offers additional resolution enhancement. In addition, the application of proton-based ssNMR spectroscopy under ultrafast MAS in various challenging and crystalline systems is also presented. Finally, we briefly discuss the limitations and challenges pertaining to proton-based ssNMR spectroscopy under ultrafast MAS conditions, such as the presence of high-order dipolar couplings, friction-induced sample heating, and limited sample volume. Although there are still a number of challenges that must be circumvented by further developments in radio frequency pulse sequences, MAS probe technology and approaches to prepare NMR-friendly samples, proton-based ssNMR has already gained much popularity in various research domains, especially in proteins where uniform or site-selective deuteration can be relatively easily achieved. In addition, implementation of the recently developed fast data acquisition approaches would also enable further developments in the design and applications of proton-based ultrafast MAS multidimensional ssNMR techniques.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Sans objet · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Synthèse · Signal consensuel: Synthèse
Score de désaccord entre enseignants0,001
Score d'incertitude au seuil0,005

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,002

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,188
Tête enseignante GPT0,524
Écart entre enseignants0,336 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSans objet
Domainenon disponible
GenreSynthèse

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations135
Publié2017
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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