蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的nmr研究-在線瀏覽
2024-09-21 14:41本頁面
【正文】 矢量之間的傳遞是建立不同自旋之間聯(lián)系的方式，也是多維核磁共振方法的基礎(chǔ)。 ? 對于 1H 的同核傳遞通過 3JHH，一般取 1/(2*3JHH) ，約30~80ms 。 ? 對于 1H13C 的異核傳遞通過 1JCH，一般取 ，約。 ? = ?10； ?= ? y； ?1 = y； ?2 = x, x＋頻率分辨（ TPPI或者 StatesTPPI）； ?3 = x； ?4 = x；?5 = 2(x), 2(x)； ?rec = x, 2(x), x。從左到右，每個殘 基的 CBCA(CO)NH和 HNCACB譜圖依次相鄰。 Ssh10b HNCO/HN(CA)CO譜 K64K68條帶圖。 Ssh10b的 HBHA(CO)NH和 HBHANH實驗， S79－ G82條帶圖。標(biāo) ?的是 1H?，標(biāo) ? 的是 1H?。 Ssh10b殘基 I76的 CC(CO)NH和 HCCHTOCSY譜。 ☆ NOE共振峰指認(rèn) ? 1H15N NOESYHSQC ? 蛋白質(zhì)中常見二級結(jié)構(gòu)單元典型的 NOE相關(guān)性 Characteristics of secondary structural elements (1) ? helix ? strong dNN (i, i+1) NOEs (continuous stretch) ? strong dN?(i, i) and dN?(i+1, i) NOEs ? medium d?N(i, i+3) NOEs ? dNN(i, i+2) NOEs ? d??(i, i+3) NOEs ? weak or absent d?N(i, i+1) NOEs (2) Antiparallel ?–pleated sheet ? strong NOEs: d?N(i, i+1) ? medium NOEs: ? dNN(i1, j+1) ? dNN(i+1, j1) ? d?N(i, j+1) ? d?N(j, i+1) ? d??(i, j) ? weak or absent NOEs: dNN(i, i+1) Antiparallel ?–pleated sheet圖例 (3) Parallel ?–pleated sheet ? strong NOEs: d?N(i, i+1) ? medium NOEs: d?N(i, j) or d?N(j, i) ? weak or absent NOEs: dNN(i, i+1) ? No d??(i, j)。 dNN(i+1, j1) NOEs (4) Turns Reverse turn II: ? strong NOEs: d?N(2, 3) amp。 d?N(3, 4) ? some d?N(i, i+2) amp。 dNN(3, 4) NOEs ? weak dNN(1, 2), d?N(2, 3) amp。 dNN(i, i+2) NOEs ? Half turn: ? strong d?N(2, 3) amp。 dNN(3, 4) NOEs ? some d?N(i, i+2) NOEs ? no dNN(i, i+2) NOEs ? helix Antiparallel ?–pleated sheet Antiparallel ?–pleated sheet amp。其中 ?1=， ?2=T/2=。 ? 應(yīng)該盡可能短，以減小弛豫引起的信號損失。 ? HNHA實驗的 15N平面。 23t a n ( )NcHHdI JTI ?? ?? ? ? ?☆ 獲得弛豫參數(shù) ? 現(xiàn)有譜儀的磁場強度下主要是偶極弛豫起作用 這里 J稱為譜密度函數(shù)，同分子運動方式及快慢有關(guān) 2 2 2CH1 H C C H C61 / [ ( ) 3 ( ) 6 ( ) ]4T J J Jr?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?2 2 2CH2 H C C H H C61 / [ 4 ( 0) ( ) 3 ( ) 6 ( ) 6 ( ) ]8T J J J J Jr?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?H H C H CC H C C H C[6 ( ) ( ) ]N O E 1[ ( ) 3 ( ) 6 ( ) ]JJJ J J? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ???? ? ? ?SNase三個片段的 R1, R2和1H15N NOE R2來源于 ns時間尺度的分子轉(zhuǎn)動和 ms?s時間尺度的構(gòu)象交換 ☆ 確定化學(xué)交換 Ssh10b 異核相關(guān)縱向弛豫 /化學(xué)交換實驗 ☆ 殘余偶極耦合常數(shù)確定 (5) 確定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu) ☆ 二級結(jié)構(gòu)確定 167。 基于 NOE, 二面角 , 氫鍵信息 ? ☆ 確定三級結(jié)構(gòu) 167。 以金黃色葡萄球菌酶（ 149個酸）為例， 1H 對數(shù)目為 422， 740。 ? ? 23 e x p 3 c a l cJ J i iiV k J J???3. 取向約束 ? 殘余偶極偶合（ RDC）正比于磁場強度的平方，表現(xiàn)為直接鍵連原子間的單鍵標(biāo)量偶合引起的裂分有小的場依賴性改變。殘余偶極偶合約束給出的是分子內(nèi)一對耦合的磁性核（比如 15N1H，13C1H， 15N13C39。 4. 氫鍵約束 ? H鍵可通過 1H交換實驗和 /或跨 H鍵偶合實驗來確定 ? H鍵以類似于 NOE的距離約束方式引入結(jié)構(gòu)計算， 1H －受體的距離的典型值為： 197。 ? 在笛卡兒空間，每個原子都獨立運動，共價結(jié)構(gòu)必須用力場勢能來鞏固； ? 在扭轉(zhuǎn)角空間，共價結(jié)構(gòu)被固定在理想值，并無影響共價結(jié)構(gòu)參數(shù)的自由度。實踐上，首先從經(jīng)驗數(shù)據(jù)及氨基酸序列計算出隨機(jī)的折疊起始結(jié)構(gòu)，然后計算機(jī)嘗試折疊該結(jié)構(gòu)使之滿足實驗數(shù)據(jù)的要求，通過引入勢能概念，建立目標(biāo)方程來衡量構(gòu)象與約束集的吻合程度，將結(jié)構(gòu)計算轉(zhuǎn)化為使目標(biāo)方程最小化。 笛卡兒空間的分子動力學(xué)模擬退火 ? 這種算法通過數(shù)字求解牛頓運動方程來獲得分子體系的軌跡 ,以各原子的笛卡兒坐標(biāo)為自由度。 ? 由 n個位置 ri，質(zhì)量 mi的粒子構(gòu)成的體系的經(jīng)典動力學(xué)服從牛頓運動方程： ? 力 Fi由勢能方程 Epot及笛卡兒坐標(biāo)按下式給出： ? ?22 1 , ,iiidrm F i ndt? ? ???i p o tFE? ? ?? 模擬退火使用簡化的勢能方程，包括維持共價結(jié)構(gòu)的經(jīng)驗勢能項如鍵長，鍵角，二面角，手性，平面性，替代 Lennard－ Jones和靜電非鍵相互作用的簡化排斥勢，以及實驗約束勢能項，例如 Xplor使用以下力場： ? ? ? ? ? ?? ?? ? ? ?? ?? ?2 2p o t 0 0 0b o n d s a n g l e s d ih e d r a l s
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