蛋白质核磁脉冲序列分析 ppt课件

1、蛋白质核磁脉冲序列分析蛋白质核磁脉冲序列分析阮科生物大分子波谱学原理吴季辉脉冲序列根本原那么脉冲序列根本原那么1、平衡态密度算符：SgIIZ，如15N标志蛋白，gHHZ+gNNZ2、Delay时期，Hamilton算符为wIIZ + wSSZ + pJIzSz(两核体系，多核体系包括一切的化学位移算符和能够的J耦合算符3、短的硬脉冲，普通只思索脉冲所起的作用90，180)，忽略化学位移和J演化4、大多成形脉冲可以近似为90/180脉冲5、Ix/y/zIx/y/z? Ix/y/zIx/y/zSx/y/z?生物大分子波谱学原理吴季辉IxIyIzIxIySzIzSz 脉冲序

2、列分析根本思绪脉冲序列分析根本思绪1、乘积算符 根本单元：自旋回波，INEPT, COSY, TOCSY，NOESY2、相关传送途径从0开场，-1接纳自在进动时相关阶不变，只需脉冲才干改动相关阶相关传送途径只画出想要的途径3、相位循环脉冲相位变化f，那么相关阶Dp阅历的相位变化为-fDp，即接纳相位变化。假设相位循环为360/N，Dp为想要的相关阶变化，那么Dp+nN n=-3,-2-1,0,1,2,3)也被选择，其它被抑制生物大分子波谱学原理吴季辉t1t2t1-t2脉冲序列分析根本思绪脉冲序列分析根本思绪4、梯度场可作为z向的脉冲处置Gz 180 Gz：完善180度脉冲乘积算符z向后，+强梯

3、度：除去一切的非z向相关阶梯度选择Gz/gS RevINEPT Gz/gI：5、间接维正交检波States, TPPI，States-TPPI生物大分子波谱学原理吴季辉/ref_info/statful.htm#1第六章第六章 同核核磁实验方法同核核磁实验方法 COSY型实验 多量子谱 TOCSYNOESY ROESY 生物大分子波谱学原理吴季辉同核核磁谱同核核磁谱 生物大分子波谱学原理吴季辉同核核磁谱同核核磁谱 在记录二维谱或三维谱等之前均需求记录一维氢谱，通常蛋白质溶于水或适当的缓冲液，加5-10%的D2O作为锁场介质。一维氢谱可用于检查样品能否有足够浓度，通常1

4、632次采样要能得到足够信噪比的谱图，甲基由于快速旋转呈现窄峰，而酰胺质子由于化学交换及14N的标量弛豫呈现宽峰； 一维氢谱还可用于检查样品的共振峰宽能否合理，蛋白质在高浓度下容易聚集从而增宽谱线，严重时甚至1H谱上看不到明显的峰，样品在这种条件下显然无法进展核磁研讨；一维氢谱还可用于判别样品的化学位移分布情况，可判别样品能否变性，同时也对研讨任务的难度提供一些预测。 蛋白质的一维氢谱普通不应该有非常尖的峰，假设出现这种峰，往往是残留的小分子杂质，当然蛋白质的末端及loop区由于分子运动较快也会出现一些较尖的峰。生物大分子波谱学原理吴季辉当样品条件不佳时，一维谱以及假设干信号强的二维当样品条件

5、不佳时，一维谱以及假设干信号强的二维谱如谱如1H-15N HSQC1H-15N HSQC可用来探求适宜的样品条件。可用来探求适宜的样品条件。 生物大分子波谱学原理吴季辉ubiquitin一种蛋白质，76个残基的一维谱：a 水溶液中，b 箭头所指甲基区的放大，c 8M尿素溶液中，显示变性谱。 生物大分子波谱学原理吴季辉生物大分子波谱学原理吴季辉生物大分子波谱学原理吴季辉生物大分子波谱学原理吴季辉COSY型实验COSY COSY的变型 Relayed COSY 多量子滤波COSY E-COSY 生物大分子波谱学原理吴季辉COSY生物大分子波谱学原理吴季辉 COSY(correlated spect

6、roscopy),是人们发明的第一种二维谱，同时也是研讨蛋白质的最有用的二维谱之一。二个有J巧合的核在COSY上可产生一个交叉峰，由于蛋白质包括多数其他有机物中有J巧合意味着这两个核最多经过3个共价键衔接，所以COSY谱对于分子构造的拓扑衔接可提供非常有价值的信息。 COSY生物大分子波谱学原理吴季辉COSY：脉冲序列分析 生物大分子波谱学原理吴季辉第一项为纵向磁化，第二项为多量子项，均不能被观测到；第三项依然是第一核的横向磁化，在检测期的频率同演化期类似，均是第一核的，对应于对角峰；第四项是第二核的反向磁化，在检测期的频率为第二核的化学位移，与演化期不同，对应于交叉峰，这是二维谱最有意义的峰

7、。 COSY：脉冲序列分析 生物大分子波谱学原理吴季辉COSY 生物大分子波谱学原理吴季辉COSY的交叉峰为反相峰，这一点非常重要，决议了COSY型实验采样及处置时需求留意的问题。而交叉峰与对角峰在相位相差90度，对于谱图在对角线附近的质量有重要的影响。 COSY生物大分子波谱学原理吴季辉F 运用在高场区由于化学位移的简并，谱峰的重叠，对角峰的干扰，通常不容易由COSY识别整个自旋系统，在蛋白质COSY特别有用途是用于检查所谓的指纹区特别是酰胺质子与质子的交叉峰。在这个区域，脯氨酸由于没有氨基没有交叉峰；甘氨酸有两个质子故有两个交叉峰除非两者的化学位移一样；N端残基上的NH由于与水交换快也没有

8、交叉峰。除特殊情况外，对于不大的蛋白质，一切的峰都应该能找到。 COSY的变型生物大分子波谱学原理吴季辉1. COSY-第二个90度脉冲用小于90度的脉冲替代，其结果是：交叉峰被减弱多核体系中被动巧合产生的某些交叉峰被减弱，导致精细构造的变化，起到简化图谱的作用COSY的变型生物大分子波谱学原理吴季辉 COSY的变型生物大分子波谱学原理吴季辉COSY的变型生物大分子波谱学原理吴季辉2 pre-TOCSY COSY预饱和同时抑制接近水峰的H信号，因此从H到其他质子特别是NH的交叉峰减弱甚至消逝，而NH到H的交叉峰往往淹没在水峰产生的t1噪声中。在pre-TOCSY COSY中，在COSY序列前插

9、入一个短时间的TOCSY混合脉冲，使其他质子的信号先传送给H，这样可部分恢复H到其他质子的信号。COSY的变型生物大分子波谱学原理吴季辉2QF-COSY 生物大分子波谱学原理吴季辉2QF-COSY 生物大分子波谱学原理吴季辉2QF-COSY 生物大分子波谱学原理吴季辉3，4项为交叉峰，二维均是反相裂分，被动巧合呈同相裂分； 1，2项是对角峰，二维均是反相裂分，被动巧合呈同相裂分；这两个对角峰的相位与交叉峰一样；第5项也是对角峰，在两维均是反相峰两个J巧合的作用均是反相，但相位与其他峰相差90度，在交叉峰调成吸收型时，这峰呈色散型，不过由于是反相峰，有部分相互抵销，其拖尾延伸不远，影响远不如普通COSY。结论：即使在三核体系，对角峰有色散成分，对交叉峰的影响也不大 2QF-COSY 生物大分子波谱学原理吴季辉2QF-COSY 生物大分子波谱学原理吴季辉3QF-COSY 生物大分子波谱学原理吴季辉类似地可以记录三量子滤波COSY。至少三核体系才干产生三量子信号，要留意其交叉峰在两维对两个J巧合均呈反