核磁共振在生物学中的应用教学课件电子教案全套课件.pptx

Nuclear Overhauser Effect NOE Solomon 方程当.S自旋磁化矢量偏离平衡态时,I自旋磁化矢量将会改变, I自旋磁化矢量改变速率的大小与交互驰豫速率 以及S自旋磁化矢量偏离平衡态的大小成正比, I自旋磁化矢量的改变表现在S自旋受干扰时I自旋强度的改变 Nuclear Overhauser Effect当一个强的射频加到一组核上使其中一个或多个核跃迁被饱和时，另一组共振信号的积分强度会因此改变，这一现象就是NOE。宽带去耦时，碳信号的多重J耦合分裂谱线合并为一条单线，但实际测到的强度比预期的还要强得多。 Nuclear Overhauser Effect与偶极驰豫NOE现象出现的条件是 不等于零,也就是说存在W0, W2 的驰豫路径,而这要求两个核之间有偶极-偶极相互作用.偶极-偶极相互作用与两个核之间的距离有关,只有两自旋空间距离接近才有Nuclear Overhauser Effect 瞬态NOE实验选择性的180°脉冲加在S核上,再经过混合时间τm时间,两个核都加90 °脉冲 选择性脉冲后混合期,自旋系统遵从Solomon 方程假设混合时间足够短, 在上述初始条件下Solomon 方程 通常情况下，先记录一个参考谱作差谱 NOE增强因子η如果I 和S是相同的核（如质子） 长混合时间，为简单起见，假设 稳态NOE实验稳态实验中，将弱的选择性的180°脉冲加在S核上，I核不受影响。照射时间足够长S核被饱和，Sz=0。稳态条件 NOE增强因子η 小分子?R?10-10-10-12s 满足极窄条件 7*109rad/s  ?(T?s)-11H 2.67*10813C 6.73*10715N -2.71*107同核时， ?=1/2照射质子，观察碳13C ?= 1.988照射质子，观察15N ?= -4.932 生物高分子极窄条件不再满足：??R0.1 ?=0.5??R10 ?=-1??R=1.118 ?=0 照射质子B, 质子A的NOE增强远大于质子C的NOE增强,原因：质子C周围有质子D,与它有驰豫多自旋系统NOE受邻近核的影响ρIX 与其它核的驰豫，其它驰豫机制 直接NOE间接NOE自旋扩散 弛豫时间的测量方法 自旋－晶格弛豫时间T1测量 核磁共振基本原理 5讲吴季辉 180°脉冲后T=0时刻方程积分改变 作一系列实验，对作图，斜率是的倒数是T1 核磁共振基本原理 5讲吴季辉 核磁共振基本原理 5讲吴季辉 近似T1值 自旋－自旋弛豫时间T2的测量 因为谱峰半高处的线宽等于1/(?T2)，所以原则上T2是可以通过测量半高处的线宽来得到的。但是在实际上测量的线宽是由有效弛豫时间T2*所支配，其中包含了磁场不均匀等其它因素引起的谱线增宽。 为了解决这个问题，Hahn首先提出了用自旋回波方法测量T2。 核磁共振基本原理 5讲吴季辉 核磁共振基本原理 5讲吴季辉在处产生自旋回波，自旋回波不受磁场不均匀度影响 由于分子扩散作用，使自旋回波技术的应用受到影响。扩散可以使核从不均匀磁场的一部分扩散到另一部分，结果使回波的振幅减小。 Carr-Purcell Spin echo.加180°脉冲，形成回波优点：节省时间。减少扩散 CPMG方法 避免脉宽不准造成的误差核磁共振基本原理 5讲吴季辉 用CPMG方法所有偶数回波都有正确的振幅，奇数回波振幅稍有减少，但误差不会增加。核磁共振基本原理 5讲吴季辉 核磁共振波谱及其在生物学中的应用****年9月4日 联系方法生命科学学院结构生物学实验室施蕴渝 3607464 yyshi@ustc牛小刚 教材核磁共振原理及其在生物学中的应用 夏佑林，吴季辉，施蕴渝学习方式上课，阅读，作业， cis.rit/htbooks/nmr/nmr-main.htmch.ic.ac.uk/local/organic/nmr.htmlspincore/nmrinfo/ 在大规模测序完成后蛋白质科学成为新的科学前沿蛋白质是生物学功能的主要承担者 Proteins are central to our understanding of cellular function and disease processes, and without a concerted effort in proteomics, the fruits of genomics