看到分子结构：NMR和工业的见解

问答

您能够使用您的技术阐明最重要的分子结构是什么？
我们将我们的注意力集中在糖类中的多种结构元素上，其共同构成其结构。动机是，如果我们可以开发更多的定量实验工具，可以在解决方案中表征这些元件，这些工具通常可以应用于任何结构，即我们寻求一般适用性，从而更大的影响。研究问题是基本的，因此他们的潜在影响可以广泛。具体而言，我们的目标是开发更详细的基于NMR的模型，其中许多糖果中发现的许多关键移动构象元素，包括：

1. O.寡糖中的-糖苷键;
2. 外环羟甲基构象;
3. N乙酰基侧链构象;
4. O.乙酰基侧链构象;
5. 羟基构象;和
6. 呋喃糖和吡喃糖环构象。

我们对传统的NOE和简单感到沮丧j基于这些行为的方法，因为它们通常导致通常不满意的解决方案。这种情况导致过度依赖MD仿真和相关方法来评估这些行为，但MD的实验验证是薄弱的。我们争辩说，对NMR的更全面的治疗方法j- 糖类高度丰富的耦合是对该问题的潜在解决方案，最近使用与DFT结合使用循环统计的研究似乎提供了可以直接比较的构象模型，可以直接比较来自MD的那些。我们的核心研究目标之一是参加所有生物学相关的O.- 以简单和复杂的结构实现其构象行为的甘油基键。这项工作涉及标记目标分子的能力^13.C在一个或多个点，以允许测量J_CC.值。最近将这种方法扩展到呋喃基环的研究，如在DNA和RNA中发现的呋喃基环，似乎很有希望;这部作品超越了典型_HH.分析，如Altona，Sundaringam和其他人申请，并提供了更详细的细节均衡的潜力，并且在过去的40年里比可能的更具可靠性。

在3D结构确定方面，未来的大挑战是什么?
含有含有位点特异性或多个标记的较大低聚糖的组装^13.C和/或其他生物相关的同位素具有重要的挑战（相比之下，制服^13.C标记目前使用生物学方法可易于实现，但通常会导致抵抗分析的NMR光谱复杂度）。与寡肽和寡核苷酸合成不同，商业领域尚未存在自动化仪器以实现高产率的组装，尽管Seeberger，Wong，Demchenko等人员一直在努力解决这个问题。此外，能够将标记的寡糖掺入蛋白质（后者标记或未标记）中产生化学纯糖蛋白的能力仍然是一个重大挑战;如果我们希望结合稳定同位素，以询问其结构，构象特征，时间依赖性运动（动力学）和生物学功能，则需要解决这个问题，以便完全利用异核NMR和其他方法。

使用NMR进行结构测定的一些优点是什么？
如今，诸如质谱（MS）之类的技术已经捕获了一些鼻窦，更敏感，因此可以在样品量受限时测定原发性糖结构的确定。与蛋白质不同，X射线晶体学尚未证明通常可用于糖类结构的工作，因为获得高质量的糖类晶体，尤其是寡糖，已被证明是挑战性和不可预测的。然而，既不是MS也不是晶体学，提供有关糖类解决方案行为的信息，在许多情况下，在这方面，NMR仍然至高无上。关于解决方案构象平衡和动力学的信息从不同类型的NMR参数的定量研究演变，给出了在不同时间尺度上发生的运动的大量数据。这些均衡和动力学性质通常与生物功能密切相关。

你在大学基础研究的基础上创建这个衍生公司时遇到过困难吗?
欧米克隆生物化学公司(Omicron Biochemicals Inc.)成立于1982年，当时受教职员工启发的公司并不常见，学术界也不像现在这样接受它们。在实践中，创建并维持一家公司，同时主要以教员的身份运作，这在技术意义上不是一个挑战，而是在社会心理学意义上的挑战——这是一个古老的问题:你为哪个主人服务?清楚地回答这个问题是很重要的，要有自知之明，并认识到诚实回答这个问题的重要性。欧米克隆的成立有两个主要原因:

1. 该公司通过扩大化合物的范围来填补科学界的空白，这些化合物可以以一种负担得起的方式进行标记，并以不同的规模实现不同的应用;
2. 该公司担任Notre Dame的学术研究的关键研究资源，需要获得标记化的化合物，如果不可能及时承担，项目将是困难的。

我在学术研究中取得的任何成功我归功于以omicron作为工作的合作伙伴提供的独特机会。

您认为将来会在未来变得更加普遍，以便查看从大学研究团体开发的分拆公司？
是的,我喜欢。科学，特别是科学行为，正变得越来越规范化。大多数实验室都有大量的科研工作外包，而且这种趋势很可能会随着时间的推移而持续下去。如果你需要表达一种蛋白质，你会雇佣一家公司来做。人们可以购买科学“套件”来加快特定种类的实验室工作，而在以前，这些工作可能会耗费大量的时间和金钱。或许同样重要的是，在公司环境中进行基础研究的成本可能比在学术环境中更低，因为间接成本是这样的。在未来，如果联邦资助机构增加对不仅从事应用研究，而且从事基础研究的公司的研究支持，我不会感到惊讶。如果这成为现实，学术机构将需要重新定义他们与教师企业家的关系和法规，以确保两个实体的核心价值观得到保护，并将这些价值观的潜在负面影响降至最低。