第六讲NMR介绍精要.ppt

*/43 NMR spectroscopy of protein in living cells (In-cell NMR) Sakakibara et al, Nature, 2009 */43 Inomata et al, Nature, 2009 NMR structure of protein in living cells (In-cell NMR) */43 Fraser syndrome is a recessive multisystem disorder characterized by embryonic epidermal blistering, cryptophthalmos, syndactyly, renal defects Takamiya et al, Nat genet. 2004 PDZ7 PDZ6 PDZ5 PDZ1 PDZ2 PDZ3 PDZ4 L1 L2(KBD) Fras1 Combination of NMR and X-ray techniques in structural biology */43 Folding research of GRIP1-PDZ12 by NMR and CD spectroscopy */43 PDZ12/Fras1 复合物晶体 晶体衍射图 PDZ12/Fras1 复合物的晶体结构 Long et al, JMB, 2008 */43 */43 */43 */43 */43 */43 */43 * Effect of deuteration on the density of protons in a protein Src homology domaiin from phosphoinsoitide 3-kinase Full protonated Same protein but only the amide protons are retained * Lines are sharper in the vertical direction corresponding to the relaxation interference for the 15N resonance Peaks that are partly overlapping are resolved in TROSY * * * 第六讲：NMR介绍 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy For Short： NMR */43 1. 一般认识 NMR是研究处于磁场中的原子核对射频辐射(Radio-frequency Radiation)的吸收，它是对各种有机和无机物的成分、结构进行定性分析的最强有力的工具之一，有时亦可进行定量分析。 在强磁场中，原子核发生能级分裂(能级极小：在1.41T磁场中，磁能级差约为25?10-3J)，当吸收外来电磁辐射(109-1010nm,4-900MHz)时，将发生核能级的跃迁----产生所谓NMR现象。 射频辐射——原子核(强磁场下能级分裂)——吸收──能级跃迁──NMR 测定有机化合物的结构，1HNMR──氢原子的位置、环境以及功能团和C骨架上的H原子相对数目） 与UV-Vis和红外光谱法类似，NMR也属于吸收光谱，只是研究的对 象是处于强磁场中的原子核对射频辐射的吸收。 */43 2. 发展历史 1924年：Pauli 预言了NMR 的基本理论，即，有些核同时具有自旋和磁量子数， 这些核在磁场中会发生分裂； 1946年：Harvard 大学的Purcell和Stanford大学的Bloch各自首次发现并证实NMR现象，并于1952年分享了诺贝尔奖； 1953年：Varian开始商用仪器开发，并于同年制作了第一台高分辨NMR 仪； 1956年：Knight发现元素所处的化学环境对NMR信号有影响，而这一影响与物质分子结构有关。 1970年：Fourier(pilsed)-NMR 开始市场化（早期多使用的是连续波NMR 仪器）； 1991年：R.R.Ernst 发展高分辨率核磁共振波谱学（脉冲傅利叶变换核磁共振谱、二维核磁共振谱），获1991年度诺贝尔化学奖； 2003年：美国科学家Paul Lauterbur 和 英国科学家Peter Mansfield因在(核)磁共振成像技术领域的突破性成就，共同获得2003年度诺贝尔生理学或医学奖。 */43 */43 0 4.7 9.4 ? Energy Magnetic field strength, B0 ? E ? 200 MHz for 1H a spin state b s