基于固体核磁共振方法的蛋白质组装体三维结构解析

蛋白质组装体广泛存在于生物体内,具有相关生物学功能或与人类的重要疾病密切相关。蛋白质组装体分子量大,通常难以溶解和结晶,限制了常用的结构研究手段如X射线晶体学和液体NMR等在其高分辨三维结构解析中的应用。固体核磁共振技术(ssNMR)在难溶、非结晶样品的三维结构解析中具有独特的优势,尤其随着固体NMR硬件包括高场磁体和高性能的探头、固体NMR多维脉冲实验技术和样品制备技术特别是同位素标记技术的快速发展,固体NMR已经成为了蛋白组装体三维结构解析的重要手段。在样品制备方法方面,强调了样品制备条件的优化对得到构象均一样品的重要性,以及丰富的同位素标记方法的使用对固体NMR谱图分辨率提高的重要作用。同时多种脉冲序列如质子驱动自旋扩散技术(PDSD),偶极辅助旋转共振技术(DARR),质子辅助重偶技术(PAR)或转移回波双共振技术(TEDOR)等的建立和发展为结构约束条件收集提供了基本的技术方法。此外,固体NMR与其它实验技术如扫描透射电镜(STEM),冷冻电镜(Cryo-EM)等和理论模拟方法的联用能显著地提高固体NMR的能力,从而能解析分子量更大、结构更复杂的蛋白质组装体的三维结构。本文以Aβ纤维和T3SS针状体的三维结构解析为例介绍固体NMR在蛋白质组装体结构研究的最新实验方法,重点介绍最新的距离约束条件获取的实验方法进展,以及固体NMR与其它实验和理论模拟研究手段的联用在蛋白质组装体结构解析上的最新进展,期望有助于读者对固体NMR技术在蛋白质组装体的三维结构解析方面的研究进展有所了解。     

多学科交叉研究中的固体核磁共振

正自1946年发现核磁共振现象以来,核磁共振(NMR)在现代基础研究和工业应用中都产生了广泛且重要的影响。固体NMR是一种研究固体材料的重要分析技术,与X射线衍射相比,它对体系中的近程有序变化更为敏感,能够在原子分子水平上研究各类非晶固体材料的微观结构和动力学行为。固体NMR已被广泛应用于多相催化、聚合物、     

多相聚合物微观结构和分子间相互作用的固体NMR研究

近年来固体核磁共振(NMR)技术在聚合物材料表征领域正发挥着越来越重要的作用,已经成为研究聚合物微观结构、链段动力学、分子间相互作用等微观信息及阐明材料结构-功能-性质关系必不可少的重要手段.本文将综述我们近年来系统构建和发展的固体NMR方法及其在研究多相聚合物微观结构、分子间相互作用和交联网络等问题中的应用.此外,针对存在不均匀性动力学的多相聚合物体系,我们发展了增强固体NMR谱图灵敏度的新方法.     

金属有机框架材料的结构、 动力学行为和主客体相互作用的固体核磁共振研究

金属有机框架材料(MOFs)在绿色能源气体储存、 二氧化碳捕获、 化学分离、 化学传感和多相催化等领域有着广泛的应用前景, 与其分子结构、 动力学行为以及与客体分子的相互作用密切相关. 固体核磁共振(NMR)能提供原子水平的结构距离信息, 能从多个时间尺度反映分子动力学行为, 能通过极化转移揭示主客体相互作用. 本文综述了近年来先进的固体核磁共振方法在研究MOFs的结构、 动力学行为以及主客体相互作用等方面的研究进展. 多核、 多维固体NMR可给出MOFs材料的金属中心以及有机配体的局部配位状态, 变温固体NMR可以反映MOFs的分子柔性以及有机配体在不同温度下的运动模式及速率. 固体NMR还可用来研究MOFs与吸附客体分子(如甲烷、 二氧化碳等)之间的相互作用模式. 通过固体NMR技术获得的结构信息有助于人们理解MOFs材料的构效关系, 并为合理设计新型的MOFs材料提供依据.     

固体核磁共振技术在固体酸催化剂表征及催化反应机理研究之应用进展

固体酸催化剂广泛应用于现代石油与化学工业中,其反应活性与其酸性密切相关.与传统的酸性表征方法(红外光谱、程序升温脱附、滴定等)相比,利用先进的探针分子技术、双共振和二维相关谱等核磁共振(NMR)技术可以获取固体催化剂酸种类、酸分布、酸浓度和酸强度等完整信息.同时,原位固体NMR实验可跟踪反应分子在催化剂活性中心吸附状态和转换的中间体物种,为揭示反应机理提供了最直接的实验证据.本文详细介绍了固体NMR的原理和一系列相关新技术,着重综述了固体NMR技术在酸催化剂结构、活性中心特性以及催化反应机理方面的应用进展.     

固体样品的高分辨核磁共振方法

核磁共振法(NMR)是研究分子结构、分子构型及分子的动力学现象不可缺少的有力工具。近十多年来NMR所研究的对象已经不再局限于液体样品,固体样品也可以研究。过去对于固体样品只能得到宽线的谱图,而今天可     

合肥研究院研制出固体核磁共振静态探头

正中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心研究员王俊峰课题组博士毛文平研制出了一种600 MHz固体双共振静态探头。固体核磁共振(NMR)能够原位测定具有原子分辨率的分子结构和动力学信息,在材料表征、多相催化和结构生物学等领域有重要应用。强磁场有助于提高NMR检测灵敏度和谱图分辨率,但同时对探头设计也提出新的挑战:波长效     

制备方法对H2SO4固体酸结构和催化性能的影响

 以溶胶-凝胶法和浸渍法制备了H2SO4固体酸催化剂. FT-IR, XRD和 29Si MAS NMR结果表明,两种方法得到的催化剂结构不同. FT-IR和 29Si MAS NMR结果表明,溶胶-凝胶法制备的固体酸H2SO4-SiO2中H2SO4和载体SiO2间存在相互作用; 1H MAS NMR结果表明,H2SO4-SiO2固体酸的酸强度和液体浓硫酸相当. 通过对柠檬酸与正丁醇的液/固相催化酯化反应比较了溶胶-凝胶法与浸渍法制备的固体酸的催化性能,结果表明,浸渍法得到的固体酸重复使用4次后活性消失; 溶胶-凝胶法制备的H2SO4-SiO2固体酸重复使用6次后仍显示出较高的活性和选择性.     

高分子多尺度结构与动力学的固体NMR研究

高分子材料中的微观结构和动力学特征决定了材料的最终物理化学性能,并具有典型的时间和空间上的多尺度特性。在不同时空尺度上表征凝聚态下高分子中多尺度的结构、动力学及其动态演变等问题,进而阐明其结构-性能间的关系一直是高分子科学研究中的挑战性课题。目前,固体NMR技术已成为从原子至100nm的空间和10-9～10s的时间尺度上研究固态高聚物体系中多层次结构和复杂运动并阐明其结构与性能关系的有力工具。本文将综述我们近年来系统构建的多尺度固体NMR实验技术,及其在阐明高分子链结构、链间相容性和相互作用、界面相结构及相区尺寸、以及从高频到超慢链运动等问题中的应用。     

苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物的合成与表征

采用阴离子聚合技术合成了一系列苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯的两嵌段共聚物(PS－b－PMMA)．采用GPC、FTIR、NMR(¹HNMR、¹³CNMR和固体NMR)和DMA等手段进行了表征．结果表明,所得产物为高分子量、窄分布、具有微相分离结构的两嵌段共聚物．     

Research on naphthyridines

4-Arylamino-6-methyl-5,6,7,8-tetrahydro-2,3-benzo-1,6-naphthyridines are obtained from N-(1-methyl-4-piperidylidene)anthranilic acid arylamides.See [1] for communication I.Translated from Khimiya Geterotsiklicheskikh Soedinenii, No. 10, pp. 1393–1395, October, 1973.     

Research on imidazoles

The reactivity of the methylene group of 5-phenyl and a, G-diphenylimidazo [2, 1-b]thiazolid-3-ones is investigated. The corresponding alkylidene, arylidene, and azomethine derivatives are prepared by reaction with, respectively, aldehydes, isatin, and nitro compounds. Diazonium salts give azo coupling products whose IR spectra show then to be 2-arylhydrazines of imidazo[2, 1-b]thiazolid-2, 3diones.For Part XXXIII see [18]     

Research on lactams

The reaction of O-phenylhydroxylamine hydrochloride with -oxocaprolactam gave -oxocaprolactam O-phenyloxime, which gave two substances -1,2,3,4-tetrahydro-pyrido[2,3-c]coumarin as the principal product and 1-oxo-10a-hydroxy-1H-2,3,4,5, 5a,10a-hexahydrobenzofuro[2,3-c]azepine as the minor product — under the conditions of the Fischer reaction. The minor product was converted to 1-oxo-1H-2,3, 4,5-tetrahydrobenzofuro[2,3-c]azepine in quantitative yield by dehydration in trifluoroacetic acid.See [1] for communication XXXI.Translated from Khimiya Geterotsiklicheskikh Soedinenii, No. 11, pp. 1504–1507, November, 1978.     

Research on pyrazolidine

4-Alkyl-4-(1-cycloalkenyl)-1,2-diphenyl-3,5-dioxopyrazolidines were obtained by the reaction of 4-cycloalkylidene-1,2-diphenyl-3,5-dioxopyrazolidines with alkyl halides.See [1] for communication 23.Translated from Khimiya Geterotsiklicheskikh Soedinenii, No. 2, pp. 254–256, February, 1979.