Professor Fred Wudl zum 60. Geburtstag gewidmet Bei der klassischen NMR-spektroskopischen Bestimmung der Konformation eines Biomoleküls [1] werden aus der skalaren Kopplung 3 J und der 1 H-1 H-Dipol-Dipol-Kreuzrelaxationsgeschwindigkeit, die eine 1/r 6 -Abhängigkeit aufweist (r Kernabstand), Diederwinkel bzw. Abstände ermittelt. Diese Methode liefert allerdings nur Strukturinformationen über kurze Entfernungen (über wenige Bindungen bei der skalaren Kopplung und über Abstände von weniger als 5 bei der Relaxation). Da so nur wenige Parameter pro Kern gemessen werden können, kann die Fehlerhäufung (z. B. bei Multidomänproteinen, Oligosacchariden oder Oligonucleotiden) zu einer ungenauen Gesamtstruktur führen. Um dieses Problem zu vermeiden, wurde ein anderer Ansatz vorgeschlagen, bei dem zusätzlich Strukturdaten verwendet werden, die relativ zu einem absoluten molekularen Rahmen definiert sind. [2, 3] Besonders interessant sind Methoden, bei denen die Rest-Dipol-Dipol-Kopplung genutzt wird. [3, 4] Da diese Dipol-Dipol-Kopplungen wegen der fast isotropen Drehung (tumbling) der Lösungsmittelmoleküle im Mittel nahezu Null (einige Zehntel Hz) betragen, ist es notwendig, diese Bewegung anisotroper zu machen. Dies kann erreicht werden, indem man die wässrige Phase gegen ein anisotropes Medium austauscht, wie z. B. eine magnetisch orientierte Mesophase. [4] Dann tritt eine Kopplung D zusätzlich zur üblichen skalaren Kopplung J auf, wodurch die Signale um einige wenige Hz weiter aufgespalten werden. [5] Indem man Spinpaare mit bekannten Abständen verwendet (z. B. jede C-H-oder N-H-Bindung), kann man schlieûlich genauere und über gröûere Abstände reichende Strukturinformationen erhalten. [5] Es gibt derzeit vier Arten organisch/biologischer Flüssigkristalle (LC), die erfolgreich für diesen Zweck verwendet werden: Bicellen auf Tensidbasis, [4, 6,7] purpurfarbene Membranen, [8] Phagen [9] und Cellulosemikrokristalle. [10] Im Folgenden verwenden wir anorganische Flüssigkristalle (mineral liquid crystals, MLCs), [11] um ein anisotropes Medium zu erhalten. Diese haben zahlreiche grundlegende Vorteile: 1) Einige MLCs können durch Anlegen eines Magnetfelds gut orientiert werden, [12] wobei nur kleine Mengen des anorganischen Materials benötigt werden (1 ± 3 Gew.-%, gegenüber 5 ± 30 Gew.-% bei Bicellen, 10 Gew.-% bei purpurfarbenen Membranen, 5 Gew.-% bei Phagen und 8 Gew.-% bei Cellulose). 2) Diese MLCs, die sich bisweilen in polaren Lösungsmitteln auûer Wasser bilden, geben nematische Phasen, die über lange Zeit (einige Jahre) und über einen groûen Temperaturbereich (Existenzbereich des flüssigen Lösungsmittels) stabil sind. Hierin unterscheiden sie sich wesentlich von organischen LC-Systemen, deren Stabilität oft ein experimentelles Problem für die genannte NMR-Methode ist. [15] 3) Das gelöste Biomolekül kann nach dem Experiment sehr einfach nach Fällung des Mineralkolloids zurückgewonnen werden. 4) Schlieûlich ist eine Isotopenmarkierung des zu untersuchenden Moleküls überflüssig, da das Medium keine 1 H-oder 13 C-Kern...