Dynamic Nuclear Polarization-Enabled Quantum Sensing for Investigating Peptide Configurations
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Introducing persistent free radicals into biochemical systems, a mechanism referred to as Site-Directed Spin Labeling (SDSL), is a biophysical research feat established by Wayne Hubbell. Integrating Double Electron-Electron Resonance (DEER) within SDSL enabled intermolecular distance measurements in the long range (nanometers) that was otherwise unfeasible using Nuclear Magnetic Resonance (NMR) techniques. DEER is commonly used in structural analysis of peptides and polymers to probe distance between electron spin-labels (ree), typically within the range of, 2.0 - 8.0 nanometers. However, this technique is typically limited to low magnetic fields, such as X-Band (0.35 T) or Q-Band ( 1.0 T) due to the instrumental constraints. The low magnetic field restricts both the structural resolution and the ability to probe shorter distance. We propose a novel approach to address the limitations of distance measurement in SDSL peptides or polymers. This approach utilizes Dynamic Nuclear Polarization (DNP) to investigate the distances between them. DNP is a nuclear spin hyperpolarization technique that has revolutionized solid-state NMR by enhancing its sensitivity. It works by transferring high electron spin polarization to coupled nuclear spins under microwave irradiation. The efficiency of Cross Effect DNP (CE DNP) transfer is determined by the magnitude of the dipole-dipole coupling between two electron spins. By exploiting the distance dependence between two electron spins, we can sense the configurations of SDSL peptides. One significant advantage of DNP-enabled quantum sensing is that the method can be applied at higher magnetic fields and under magic-angle spinning conditions using existing instrumentation. The approach enables the observation of shorter distances that are challenging to probe using DEER at low magnetic fields. Overall, our proposed method opens up new possibilities for structural analysis and distance measurements in the study of peptides and polymers, combining with ingenious SDSL technique introduced by the esteemed scientist, Professor Wayne Hubbell
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».