5.5: Білки

Last updated
Save as PDF

Page ID: 27367

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Білкові структури можуть ускладнюватися. Їх спектри ЯМР можуть бути дуже складними. З цієї причини для визначення білкових структур часто використовуються багатовимірні методи ЯМР. На цій сторінці ми розглянемо лише деякі прийоми, включаючи COSY, TOCSY і HNCA.

Зверніть увагу, що HNCA не є прикладом 2D ЯМР. Це приклад 3D ЯМР. Він показує кореляцію між амідним протоном, амідним азотом, до якого він приєднаний, і вуглецями, які прикріплені до амідного азоту. Дані HNCA розглядаються в зрізах, в яких ми просто дивимося на один азот за раз. Одна вісь показує зсув протону, прикріпленого до цього азоту, а інша вісь показує зрушення вуглецю, прикріплених до азоту.

Розглянемо простий трипептид.

HNCA використовує передачу намагніченості, подібно до процесу, використовуваного в експерименті COSY або HMBC. При цьому в експерименті задіяні три різних види ядер. Амідний протон опромінюється (H); він передає інформацію приєднаному азоту (N), а потім до альфа-вуглецю (CA).

Результати експерименту HNCA відображають взаємозв'язок між цими трьома ядрами. Ми бачили, як можна відобразити двовимірний експеримент, але для відображення тривимірного експерименту потрібна вісь z. Це може бути важко. Замість цього результати HNCA відображаються як «фрагменти». Зріз показує лише дані ¹³ C та ¹ H, пов'язані з певним резонансом ¹⁵ N.

Отже, ми бачимо, що є амідний азот, який з'являється при 123 проміле в спектрі ¹⁵ N. Він прикріплений до вуглецю, який проявляється при 57 проміле в спектрі ¹³ С, і протону, який з'являється при 4,44 проміле в спектрі ¹ Н. Другий зріз показує аналогічні результати для другої групи аміду H-N-Cα в трипептиді.

Експерименти HNCA складні. Спосіб проведення експерименту дозволяє отримувати різні види інформації, подібно до HMBC та HMQC показують різну інформацію від принципово подібних методів.

Запустивши HNCA іншим способом, ми можемо насправді побачити альфа-вуглець на іншій стороні карбонілу, крім альфа-вуглецю, що прилягає до позиції аміду, на яку ми дивимося.

Червоні піки нижче - це ті, які ми мали з попереднього експерименту. Вони показують, що взаємозв'язок між амідним протоном, амідним азотом та альфа-вуглецем. Синій пік показує альфа-вуглець на іншій стороні карбонілу. Зверніть увагу, що синій пік у зрізі праворуч такий же, як і червоний пік у зрізі зліва. Звичайно, в трипептиді одна з амінокислот знаходиться прямо поруч з іншою.

Все ще може бути незрозуміло, який зріз виходить з якого амідного азоту. Однак є ще одна варіація цього експерименту, яка може допомогти. Це показує не тільки альфа-вуглеці з обох сторін амідного азоту, але і бета-вуглеці.

На скибочках нижче, окрім червоних піків та синіх вершин, які ми мали раніше, тепер у нас є пара зелених піків. Ці зелені піки показують бета-вуглеці з обох сторін.

На лівому зрізі є зелений пік в 30 і один на 62. Пік в 62 повинен бути бета-вуглецем серину, так як він знаходиться поруч з киснем. Пік у 30 - це, ймовірно, бета-вуглець у метіоніні. У правому зрізі пік в 20 повинен бути метилвуглець в аланін. Бета-вуглець метіоніну з'являється знову, тому що метіонін знаходиться в середині цього трипептиду - він знаходиться поруч з обома амідними позиціями. Тепер ми бачимо, що лівий зріз прийшов з лівої позиції аміду в трипептиді, як намальовано вище, тоді як зріз праворуч прийшов з правого положення аміду.

Вправа\(\PageIndex{1}\)

Визначте наступну амінокислоту.