2D NMR에 의한 화학 교환 연구
NM200003E
스핀의 NMR 신호는 로컬 자기 환경을 반영합니다. 화학 교환으로 인한 스핀이 자기적으로 다른 두 상태를 샘플링하면 NMR 신호가 두 상태를 모두 반영합니다. NMR 스펙트럼의 모양은 교환 이벤트의 역학에 의해 결정됩니다. NMR 시간 척도에서 느린 화학적 교환의 경우, 동일한 스핀에 대해 두 개의 서로 다른 신호, 즉 교환 중인 각 상태에 대해 하나의 신호를 관찰하는 것이 가능합니다. 화학 교환의 존재는 종종 교환 실험(2D NOESY 실험)으로 입증됩니다. 교환 중인 두 상태를 나타내는 두 개의 자동 피크(대각선 피크) 사이에 동일한 부호의 교환 피크(교차 피크)가 관찰될 수 있습니다. 동일한 결과가 NOE에 따라 다른 방식으로 해석될 수 있기 때문에 추가 증거가 바람직합니다.
ZZ 교환 실험은 단백질에서 느린 화학 교환의 정량 연구를 위한 2D NMR 실험입니다. 원래는 A로 보고되었다. 1H15NMR 프로브로 사용하는 N HSQC는 상대적으로 고립되어 있습니다. 1H15균일하게 펩타이드 결합된 N 스핀 시스템 15N 표지 단백질. ㅏ 1H13위 실험의 C HSQC 버전을 준비하고 작은 화합물에 대해 테스트했습니다.
ZZ 교환 실험
N,N 디메틸포름아미드(DMF)에서 아미드 CN 결합의 부분적 이중 결합 특성으로 인해 CN 주위의 자유 회전이 방해를 받고 두 개의 별개의 메틸 양성자 신호(상태 A 및 B) 사이에 느린 교환이 확립될 수 있습니다. 2D NOESY 및 2D ROESY 실험에서 대각선 피크와 동일한 위상을 갖는 교차 피크(교환 피크)를 관찰할 수 있습니다(그림 1).
그림 1: DMSO-d에서 DMF의 2D NOESY(왼쪽) 및 2D ROESY(오른쪽)6 70 ° C에서.
이 느린 교환 시스템은 새로 준비된 ZZ 교환 실험으로 추가로 조사되었습니다. 간단히 말해서, 1H13다음 C ZZ 교환 실험 13t 동안 C 주파수 라벨링1 (간접치수), 자화가 동위상으로 변화 13CZ 자화 및 교환이 허용됩니다. 그런 다음 자화는 양성자로 전달되고 FID(직접 치수) 동안 양성자 주파수로 표시됩니다(그림 2).
그림 2: 1H13C ZZ 교환 실험.
혼합 시간의 다른 값에 대한 DMF 결과는 그림 3에 나와 있습니다. 두 사람 사이에 교환 피크가 관찰되었습니다. 1H-13두 교환 상태를 나타내는 C 교차 피크(자동 피크). 자동 피크는 혼합 시간 동안 교환되지 않은 자화를 나타냅니다. 그림 3에서 B->A로 표시된 교환 피크는 ZZ 교환 시작 시 B 자화를 나타냅니다(t 동안 B 탄소 주파수로 표시됨).1) 혼합 시간 동안 교환되어 A 상태로 전환되었습니다(t 동안 A 양성자 주파수로 표시됨).2). 마찬가지로 A->B 교환 피크는 B 상태로 전환되고 B 양성자 주파수로 레이블이 지정된 A 상태 탄소 자화를 나타냅니다.
그림 3: 1H13DMSO-d에서 DMF에 대한 C ZZ 교환 실험6. 획득 매개변수 "혼합 시간"에 대한 어레이 측정으로 2D 실험을 실행했습니다. 결과는 Z축에 혼합 시간 값이 기록된 단일 유사 3D 데이터 파일입니다.
혼합 시간 동안 양성자 디커플링 및 상 탄소 자화와 결합된 상 순환은 NOE가 교환 피크에 기여하지 않도록 합니다. 따라서 위의 실험은 느린 교환의 존재를 확인하거나 유리한 조건에서 교환 이벤트에 대한 정량적 설명을 제공할 수도 있습니다.
위의 실험에서 교환 상태 A와 B가 양성자와 탄소 모두에 대해 서로 다른 화학적 이동을 나타내는 것이 필요합니다. 그렇지 않은 경우 교환 피크가 자동 피크와 겹칩니다. 교환 상태가 동일한 양성자를 나타내지만 탄소 화학적 이동이 다른 특별한 경우에 교환은 다음과 같이 입증될 수 있습니다. 13C-13C NOESY 유형의 실험(그림 4).
그림 4: 13C-13DMSO-d에서 DMF에 대한 C NOESY6 70 ° C에서.
참조
J 바이오몰 NMR, 4, 727-734, 1994
콘솔
JNM-ECZ400S, JNM-ECZ600R+ROYALPROBE™
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