快速四維NMR技術在天然無序蛋白質主鏈化學位移指認和甲基-甲基NOESY實驗中的應用.pdf

1、經過多年的發(fā)展，特別是脈沖傅立葉變換多維譜的引入，使得核磁共振技術從一種只能研究小分子結構信息的工具發(fā)展成為一項能夠研究蛋白質、核酸等生物大分子的結構和動力學特性的重要技術。然而，隨著研究體系變得越來越復雜，運用核磁共振技術進行研究的限制也越來越多。例如運用液相核磁共振技術研究天然無序蛋白和大蛋白時會遇到很大的困難，本論文主要就這兩方面內容展開討論。
　　 天然無序蛋白質是一類不需要穩(wěn)定三維結構就可以執(zhí)行其功能的蛋白質，由于此類

2、蛋白質的結構具有很大的活動性，因而很難結晶。這就使得核磁共振技術成為研究這類蛋白質的重要工具，由于天然無序蛋白質缺乏穩(wěn)定的三維結構，其核磁共振譜圖上譜峰的分散程度很差，即譜峰的堆疊很嚴重。解決這一問題最有效的方式就是運用非均勻采樣技術來快速地采集高分辨率的高維譜，從而使得堆疊嚴重的譜峰得以指認。在本論文的第二章中，我們構建了HNCACB/HN(CO)CACB和HA(CA)CO(CA)NH/HA(CA)CONH兩套四維實驗用于對人源天然無

3、序蛋白質SKIP的N端序列的主鏈化學位移指認，通過采用同心球殼快速采樣技術，這兩套實驗可以在11小時以內完成，并且這兩套實驗可以相互配合，高效率地獲得無序蛋白質SKIP的N端序列的主鏈化學位移指認。
　　 近年來新產生的同位素標記技術使得利用核磁共振技術研究大分子量的蛋白質成為可能。甲基選擇性質子化就是這樣一種同位素標記技術，其通過在全氘代的背景中在特定氨基酸的甲基引入質子化，從而在改善大分子量蛋白質弛豫特性的同時，保留了重要的

4、NOE距離信息。由于甲基通常位于蛋白質的疏水核心，因此這些甲基之間的NOE距離信息對于解析大分子量蛋白質的結構起著至關重要的作用。在本論文的第三章中，我們主要講述了如何將稀疏采樣技術整合到四維甲基．甲基NOESY實驗中。由于NOESY實驗中有很強的對角峰，這些對角峰在稀疏采樣的情形下會產生很強的假象峰，這些假象峰會掩蓋真實的弱交叉峰，因而導致重要NOE距離信息的丟失。我們嘗試了不同的方法來抑制四維甲基．甲基NOESY實驗的對角峰，最終采