利用核磁共振光谱学探讨蛋白质的结构动性及功能.PDF

利用核磁共振光譜學探討蛋白質的 結構、動性及功能 黃太煌 中研院生科所 E-mail : bmthh@ibms.sinica.edu.tw 核磁共振的發展史,是科學研究的最好範例， 展。半個世紀以來，核磁共振由一物理學家好奇 探索的現象，而成為生、醫、理、工等各領域裡 在多次的山窮水盡中，發現了每次的柳岸花明。 從Pauli 核子自旋的假設，經Estermann 和Rabi 以 廣泛應用，甚至於是不可或缺的先進技術。它的 Stern-Gerlach 實驗設施證實其存在，到 Purcell 及 成就，又一次的證實基礎科學研究的重要性。 Bloch 在 1945 年以共振法測定核子自旋，真正的 Ι. 核磁共振的基本原理： 打開了核磁共振的大門。一般人將 1945 年當做是 核磁共振的誕生年代，這往後的 15 年是核磁共振 自然界存在的同位素中約有一半具有核子自 1 13 15 旋，在探討生化巨分子較重要的包括 理論發展的黃金時代。核子自旋與周遭因素之間 H, C, N 31 的交互作用理論，核磁弛緩原理以及化學位移現 及 P。這些原子核皆具 I=1/2 的核子自旋，因此 象都是這一段期間建立及發現的。六十年代最大 每原子核皆擁有磁偶矩 µ=γhI，式中γ為迴轉磁性 發展，應屬於 Ernst 及 Anderson 將傅力葉轉換原 比(gyromagnetic ratis)。γ 隨不同原子核而有不 1 理應用到核磁共振上，六十年代末期，一般人認 同，γ( H )為4.2577 KH Z /G，這些原子核放置於 磁場H 中將分佔於具-γħ H /2 及γħH /2 兩能層 為核磁共振理論研究已進入死胡同。這一思想在 0 0 0 七十年代開始很快的就被固態核磁共振的快速發 中，此二能層之能量差為： 展及生醫方面的應用所淹没。Jeneer 二維共振的 ∆E=γħH 0 =ħω 0 γħH0/2 理論，及核磁影像的構想也都在七十年代提出， 而在八十年代才發展成熟。醫院裡開始使用磁振 E=0 ∆E = γħH0 造影儀(MRI)，生化學家也真正能以核磁共振光譜 -γħH0/2 學法，來決定生化巨分子在水溶液中的結構。當