快速四維NMR技術(shù)在天然無序蛋白質(zhì)主鏈化學(xué)位移指認(rèn)和甲基-甲基NOESY實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用.pdf

1、經(jīng)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(shù)從一種只能研究小分子結(jié)構(gòu)信息的工具發(fā)展成為一項(xiàng)能夠研究蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子的結(jié)構(gòu)和動力學(xué)特性的重要技術(shù)。然而，隨著研究體系變得越來越復(fù)雜，運(yùn)用核磁共振技術(shù)進(jìn)行研究的限制也越來越多。例如運(yùn)用液相核磁共振技術(shù)研究天然無序蛋白和大蛋白時(shí)會遇到很大的困難，本論文主要就這兩方面內(nèi)容展開討論。
　　 天然無序蛋白質(zhì)是一類不需要穩(wěn)定三維結(jié)構(gòu)就可以執(zhí)行其功能的蛋白質(zhì)，由于此類

2、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)具有很大的活動性，因而很難結(jié)晶。這就使得核磁共振技術(shù)成為研究這類蛋白質(zhì)的重要工具，由于天然無序蛋白質(zhì)缺乏穩(wěn)定的三維結(jié)構(gòu)，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(yán)重。解決這一問題最有效的方式就是運(yùn)用非均勻采樣技術(shù)來快速地采集高分辨率的高維譜，從而使得堆疊嚴(yán)重的譜峰得以指認(rèn)。在本論文的第二章中，我們構(gòu)建了HNCACB/HN(CO)CACB和HA(CA)CO(CA)NH/HA(CA)CONH兩套四維實(shí)驗(yàn)用于對人源天然無

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

4、NOE距離信息。由于甲基通常位于蛋白質(zhì)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(zhì)的結(jié)構(gòu)起著至關(guān)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(shù)整合到四維甲基．甲基NOESY實(shí)驗(yàn)中。由于NOESY實(shí)驗(yàn)中有很強(qiáng)的對角峰，這些對角峰在稀疏采樣的情形下會產(chǎn)生很強(qiáng)的假象峰，這些假象峰會掩蓋真實(shí)的弱交叉峰，因而導(dǎo)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(shí)驗(yàn)的對角峰，最終采