Der synthetische Neomycin‐bindende Riboschalter interagiert mit seinem Liganden Neomycin sowie mit den verwandten Antibiotika Ribostamycin und Paromomycin. Die Bindung dieser Aminoglykoside induziert sehr ähnliche Grundzustandsstrukturen in der RNA, allerdings kann nur Neomycin die Initiierung der Translation effizient unterdrücken. Der molekulare Ursprung dieser Unterschiede wurde auf Unterschiede in der Dynamik der Ligand‐Riboschalter‐Komplexe zurückgeführt. In diesem Artikel kombinieren wir fünf komplementäre fluorbasierte NMR‐Methoden, um die Dynamik der drei Riboschalter‐Komplexe im Sekunden‐ bis Mikrosekundenbereich genau zu quantifizieren. Unsere Daten offenbaren komplexe Austauschprozesse mit bis zu vier strukturell unterschiedlichen Zuständen. Wir interpretieren unsere Ergebnisse in einem Modell, das ein Zusammenspiel zwischen verschiedenen chemischen Gruppen in den Antibiotika und spezifischen Basen im Riboschalter zeigt. Allgemeiner unterstreichen unsere Daten das Potenzial von 19F NMR‐Methoden, komplexe Austauschprozesse mit mehreren angeregten Zuständen zu charakterisieren.
Molecular motions are tightly coupled with function. Here we use a unique combination of five different fluorine NMR relaxation methods to reveal the dynamics in three structurally similar riboswitch:ligand complexes. Our data displays unexpectedly complex exchange topologies with up to four structurally different states. Importantly, the associated kinetic and thermodynamics parameters could be accurately determined.