生物大分子波谱学原理 吴季辉 与C/H关联的三共振实验

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1 生物大分子波谱学原理 吴季辉 与C/H关联的三共振实验 已经讨论过的三共振实验涉及主链上的连接关系，而HCCH类型的实验提供了氨基酸侧链上的连接，将二者结合起来可以获得完整的证认信息。虽然二者的连接点在1H或13C，但由于这两种核的化学位移分布范围不大，不利于谱峰的解析，更好的是利用1HN及15N。因此产生出两类实验：一类利用COSY原理将信号传递至13C，再进一步传递至15N及1HN，这类实验有CBCA(CO)NH，CBCANH，HBHA(CBCACO)NH，HBHA(CBCA)NH；另一类实验利用TOCSY将信号传递至13C，再进一步传递至15N及1HN，这类实验有C(CO)NH-TOCSY，H(C)(CO)NH-TOCSY。由于这些实验涉及侧链，侧链碳骨架的形式对信号的传递效率有很大影响。另一方面所得信息也可提供侧链类型即残基类型的信息。

2 生物大分子波谱学原理 吴季辉 CBCA(CO)NH

3 生物大分子波谱学原理 吴季辉 CBCA(CO)NH F1(Ha/Hb) -> F2(Ca/Cb,t1) -> F2(Ca) -> F2(CO) -> F3(N,t2) -> F1(H,t3)

4 生物大分子波谱学原理 吴季辉 CBCA(CO)NH

5 生物大分子波谱学原理 吴季辉 CBCA(CO)NH

6 生物大分子波谱学原理 吴季辉 CBCA(CO)NH

7 生物大分子波谱学原理 吴季辉 CBCA(CO)NH

8 生物大分子波谱学原理 吴季辉 CBCA(CO)NH

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10 生物大分子波谱学原理 吴季辉 CBCA(CO)NH

11 生物大分子波谱学原理 吴季辉 CBCANH

12 生物大分子波谱学原理 吴季辉 CBCANH F1(Ha/Hb) -> F2(Ca/Cb,t1) -> F2(Ca) -> F3(N,t2) -> F1(H,t3)

13 生物大分子波谱学原理 吴季辉 CBCANH

14 生物大分子波谱学原理 吴季辉 CBCANH

15 生物大分子波谱学原理 吴季辉 CBCANH

16 生物大分子波谱学原理 吴季辉 CBCANH

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18 生物大分子波谱学原理 吴季辉 HNCACB F1(H) -> F3(N) -> F2(Ca) -> F2(Ca/Cb,t1) -> F2(Ca) -> F3(N,t2) -> F1(H,t3)

19 生物大分子波谱学原理 吴季辉 HNCACB

20 HBHA(CBCACO)NH HBHA(CBCA)NH
生物大分子波谱学原理 吴季辉 HBHA(CBCACO)NH HBHA(CBCA)NH 这二个实验CBCA(CO)NH及CBCANH均可略加修改，让频率标记改在1H/1H而不是13C/13C，这样就形成HBHA(CBCACO)NH及HBHA(CBCA)NH，尤其后者特别有用，因为如前所述，1H/1H峰的相位刚好相反，便于识别。不过CBCANH及HBHA(CBCA)NH特别是HBHA(CBCA)NH由于涉及15N同13C的信号传递，需要较长的传递时间，而大蛋白质的13C的弛豫时间比较短，因而信噪比较其他三共振实验要低很多。

21 生物大分子波谱学原理 吴季辉 HBHA(CBCACO)NH F1(Ha/Hb,t1) -> F2(Ca/Cb) -> F2(Ca) -> F2(CO) -> F3(N,t2) -> F1(H,t3)

22 生物大分子波谱学原理 吴季辉 HBHA(CBCACO)NH

23 基于异核谱的谱峰证认 三共振谱可以建立sequential连接，无需NOESY的信息，也不需要自旋体系的知识即可获得主链原子的证认；
生物大分子波谱学原理 吴季辉 基于异核谱的谱峰证认 三共振谱可以建立sequential连接，无需NOESY的信息，也不需要自旋体系的知识即可获得主链原子的证认； 再利用TOCSY-HSQC, HCCH-COSY, HCCH-TOCSY等实验，进一步可获得侧链原子的证认 而且利用获得的13C化学位移，还可判别氨基酸残基类型以及二级结构。

24 生物大分子波谱学原理 吴季辉 基于异核谱的谱峰证认

25 生物大分子波谱学原理 吴季辉 基于异核谱的谱峰证认

26 生物大分子波谱学原理 吴季辉 基于异核谱的谱峰证认

27 生物大分子波谱学原理 吴季辉 基于异核谱的谱峰证认 下图显示不同氨基酸残基中13C的化学位移分布，由13C和13C等的化学位移可以可靠地辨认出某些氨基酸残基，如Ala, Thr, Ser, Gly等。

28 生物大分子波谱学原理 吴季辉 基于异核谱的谱峰证认 异核三共振三维及四维谱大大简化了谱峰证认的过程，也使得谱峰证认自动化或半自动化成为可能，当然在目前阶段，由程序辨认出的谱峰还需经过手工检查，排除可能的假峰。