结构生物学：第九讲-2-圆二色光谱及其应用.ppt

What is a Light? 1888年,Hertz,光波-电磁波 CD原理 旋光色散(Optical rotatory dispersion) 一束平面偏振光通过光学活性分子后，由于左、右圆偏振光的折射率不同，偏振面将旋转一定的角度，这种现象称为旋光(Optical rotation)，偏振面旋转的角度称为旋光度。 朝光源看，偏振面按顺时针方向旋转的，称为右旋，用“+”号表示；偏振面按逆时针方向旋转的，称为左旋，用“-”号表示 旋光度 ? = [?]lc[?]是旋光物质的比旋光率，单位是度?厘米2 ? 10克-1 对同一物质，[?]值与波长有关旋光率与波长的关系称为旋光色散(Optical rotatory dispersion, ORD) 旋光色散 旋光色散常用摩尔比旋[?]表示。 [?] = [?]*M/100M为旋光介质的分子量 圆偏振光(Circular polarized light) 圆偏振光 朝光源看， 电场矢量方向按顺时针方向旋转的，称为右圆偏振光； 电场矢量方向按逆时针方向旋转的，称为左圆偏振光。 圆二色性(circular dichroism, CD) 光学活性分子对左、右圆偏振光的吸收也不同，使左、右圆偏振光透过后变成椭圆偏振光，这种现象称为圆二色性。 圆二色性的表示 吸收(率)差 ?? = ?L - ?R ?A = AL – AR  椭圆度?，摩尔椭圆度[?]  ?=2.303(AL – AR)/4 [?] = 3298(?L - ?R)?3300 (?L - ?R)在蛋白质研究中，常用平均残基摩尔椭圆度 旋光色散与圆二色性 叠加原理 一束自然光可以分解或看作两束相互垂直而没有相位关系的平面偏振光的加和。 平面偏振光可以分解成两束相位相等而旋转方向相反的圆偏振光的加和。 当振幅相等，并同步的左、右圆偏振光相加，则产生平面偏振光；如果这两束圆偏振光的振幅不等则产生椭圆偏振光(elliptically polarized light)  两束相互垂直而相位相差1/4波长的平面偏振光可以加和成一束圆偏振光 旋光色散与圆二色相互转换 旋光色散和圆二色是同时产生的，他们包括同样的分子结构信息，并且可以由Kronig-Krammers转换方程相互转换。 圆二色仪原理 圆二色谱的噪音 蛋白质的CD谱 蛋白质的光学活性 Near UV CD spectrum of Lysozyme 蛋白质的CD谱 CD spectra in the far UV region (180 nm – 250 nm) probes the secondary structures of proteins. CD spectra in the near UV region (~250 and ~ 350) monitors the side chain tertiary structures of proteins. Far UV CD spectra of poly-L-Lys 估算蛋白质?螺旋含量 Recommended Methods For determination of globular protein conformation in solution: SELCON, CDNN and K2D. For determination of polypeptide conformation: LINCOMB with a suitable polypeptide set of references. For determining the effects of mutation s, ligands and perturbants on protein structure: LINCOMB. For evaluating the number of folding states giving rise to a set of spectra: The CCA algorithm and SVD. Determination of Protein Concentration Good Methods:1. Quantitative amino acid composition2. Determination of backbone amide groups using the microbiuret method.3. Determination of moles of tyrosine using difference spectroscopy under denaturing conditions.4. Determination of total nitrogen. No