表面活性剂SDS/TX-100混合体系的NMR研究

用NMR测量了不同比例的SDS/TX-100混合溶液中质子化学位移,结合表面活性剂溶液的两态交换模型,分析了质子化学位移随浓度的变化趋势, 求出了不同比例混合溶液中两种表面活性剂各自的临界胶束浓度及混合胶束的临界胶束浓度. 依据理想混合溶液理论,预测了混合胶束的临界胶束浓度,计算了溶液中SDS与TX-100之间的相互作用参数和SDS在混合胶束中的摩尔分数. 根据所得参数讨论了混合胶束的形成过程. 利用文中和文献中混合体系的实验数据验证了协同作用理论改进前后的适用性,表明改进后的协同作用理论完善一些.     

二价金属离子与YycFN相互作用的NMR研究

YycGF最早发现于枯草芽孢杆菌,是与细胞存活密切相关的双组分信号转导系统存在于少量低鸟嘌呤和胞嘧啶(G+C)含量的革兰氏阳性菌中,包括金黄色葡萄球菌和肺炎链球菌等人类病原菌,在外界环境刺激下,胞膜上的组氨酸激酶YycG通过自身组氨酸磷酸化活化,将磷酸根转移至反应调节蛋白YycF的N端调节区(YycF_N)使之磷酸化,调控下游基因表达,实现特定细胞应答反应.二价金属离子在双组分信号转导系统反应调节蛋白的磷酸化过程中起着非常关键的作用,但它们与YycF_N相互作用的机制尚不清楚.该文利用液体核磁共振(NMR)方法研究了Ca~(2+)、Mg~(2+)两种离子与YycF_N的相互作用,对详细的相互作用界面进行了分析,并计算了Ca~(2+)、Mg~(2+)与YycF_N的解离常数(K_d).发现金属离子的关键作用位点是Asp9、Asp16和Asp53等残基,蛋白的整体构象也发生了一定变化,为阐明二价金属离子在反应调节蛋白信号转导过程中的作用机制提供了重要线索.     

利用迭代软阈值方法抑制恒时演化类核磁共振实验中的采样截断伪峰

采样截断,即信号衰减殆尽之前结束采样,会在核磁共振(NMR)谱图中引入振荡状伪峰,进而影响谱图质量.在多维核磁共振实验中,为减少实验时间并为后续脉冲序列保留自旋相干,采样必然在信号衰减完毕之前结束,因此采样截断在所难免.变迹法(窗函数法)可以抑制采样截断造成的伪峰,但会导致谱峰增宽.线性预测也有助于减小截断伪峰.采样截断最严重的场合,是在恒时演化类实验中.这类实验的间接维演化时间固定,因此间接维采样信号强度没有表观衰减.本研究提出的迭代软阈值方法(Iterative Soft Thresholding,IST)虽然因为调节参数困难而在一般场合中应用受限,但恒时演化类(Constant time,CT)NMR实验的间接维信号缺没有表观衰减,这为IST处理参数设置提供了简化条件.本研究通过数据模拟和实验数据,证明了IST是抑制CT-NMR实验中采样截断伪峰的有效方法,并与其它相关方法进行了对比.     

杆状病毒HaF融合肽在中性pH溶液中的NMR结构研究

膜融合蛋白在介导膜融合过程中会发生构象的转变. 以同核2D NMR为手段，测定了pH 7.0条件下棉铃虫核多角体病毒(Helicoverpa armigerasingle- nucleocapsid Nucleopolyhedrovirus，HearNPV)的HaF融合肽在类膜环境中的3级结构. 通过与酸性条件下该融合肽的结构作比较，证实了该融合肽在从融合蛋白内部暴露出来到插入宿主细胞膜的过程中发生了构象的转变. 并且这个构象的转变是一个结构趋向稳定、两亲性趋向完整的变化过程. 这些结论对研究其他融合肽的插膜过程有普遍的意义，为探索膜融合机制提供了信息.     

天然孕甾烷-17(20)-烯中C-17位双键构型的快速测定

天然孕甾烷-17(20)-烯中C-17位双键的构型对分子的药理性质有重要的影响,但是采用化学位移比较等方法判断其构型存在费时以及区分模糊等缺点. 该文以E-和Z-guggulsterone为模型化合物,利用一维选择性NOE实验来进行天然孕甾烷-17(20)-烯中C-17位双键的构型测定. 由于空间相对位置受到构型影响,选择反转20位的质子时,如果选择性NOE谱中仅能检测到21位甲基氢,表明该化合物为E-构型;如果除了21位甲基氢外,18位甲基氢和12位氢也存在于选择性NOE谱中,则表明该化合物为Z-构型. 实验结果表明该方法具有区分度大,简单快速等优点,可以普遍适用于这些孕甾烷类化合物17位双键构型的确定.     

无谱峰畸变的定量13C DEPT++谱研究

具有定量特征的极化转移¹³C NMR 因检测灵敏度和分辨率高而常用于有机物的NMR 定量分析,比如Q-DEPT、Q-DEPT⁺等．但是,DEPT 检测本身存在相位和多重峰畸变问题,可能造成复杂样品的定量测定困难．由于DEPT++技术能够有效地消除上述畸变,该文尝试将Q-DEPT⁺方法的定量技术扩展到DEPT⁺⁺中,以消除谱峰畸变对于定量的影响．首先,利用积算符对DEPT⁺⁺的极化转移机制进行了系统理论分析,结果发现目前标准仪器和文献中关于DEPT⁺⁺可观测算符的表达式中存在符号错误,实验结果进一步证实了我们的猜测;进而采用Q-DEPT⁺技术中所采用的多极化转移时间和读出脉冲技术,将DEPT⁺⁺用于定量测定．结果表明所建立的Q-DEPT⁺⁺方法能够有效地消除谱畸变问题．     

多肽和蛋白质NMR预饱和实验中饱和转移效应的研究

通过改变预饱和照射时间研究了一些多肽和蛋白质分子在水溶液中的饱和转移效应.定量分析了在照射60s之后大分子中绝大多数酰胺质子仍不受影响的原因.结果表明:具有稳定的三维溶液结构的蛋白质(如溶菌酶)中,活泼氢的信号基本上不受饱和转移影响;对于溶液结构比较稳定的多肽和蛋白质(如胰岛素),只有少部分酰胺质子信号强度受到影响;小分子六肽因为溶液中不存在稳定的构象,饱和转移效应十分显著.因此对于溶液中多肽与蛋白质构象的NMR研究,预饱和仍不失为一种简便而有效的溶剂峰压制技术.     

基于核磁共振的统计全相关谱在大鼠肾脏组织中的应用

生物组织是基于NMR的代谢组学研究的主要对象之一，广泛应用于分子病理学、毒理学、生物医学等众多领域. 但是，为了保证测定的准确，组织的NMR实验往往需要在较低的温度下和较短时间内完成，以防止由于组织内酶的降解和扩散而导致的某些代谢物质的分析信息被破坏. 统计全相关谱(Statistical Total Correlation Spectroscopy, STOCSY)是依靠一维谱来实现二维谱的一些功能的方法，不需要额外的实验时间，已经被广泛应用于代谢组学研究中. 本文采用STOCSY方法，通过对一系列¹H高分辨魔角旋转谱的统计分析和计算，得到了肾脏组织的准二维相关谱，其中共振峰之间的相关较为准确的反应了物质之间的耦合信息，为物质的归属提供了帮助.     

核磁共振技术在生物研究中的应用

核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)是以原子核自旋的共振跃迁为探测对象的谱学方法.当自旋量子数不为零的原子核处于外磁场中时,会引起能级的Zeeman分裂.若再施加能量等于Zeeman能级差的射频场,则会诱发原子核自旋的共振跃迁,这种现象即为核磁共振.核自旋的共振频率与原子的类型有关,且受原子所处化学和物理环境的影响.此外,NMR能量较低,不会影响探测对象(常为分子)的状态.因此,NMR能够在无损条件下提供多种具有原子和分子分辨的物质组成、结构、形态、动态变化等丰富信息.     

代谢组学研究中样本间区分度的简易评判方法

在代谢组学现有数据分析方法的基础上,引入了多元统计分析方法中的多元t检验、类间距计算、组内离差平方和计算等统计方法。结合4个代谢组学研究实例,演示了新引入的统计方法的应用。结果表明:多元t检验可以解答应激组和对照组的代谢组水平之间是否存在"系统差别",类间距可以提供差别大小,组内离差平方和可以提供离散程度等信息。这些新信息的获取能对模式识别分析所得出的得分图(Scores plot)作进一步的解释,并为后续实验设计提供参考。