1、核磁共振基本原理及应用（1）生物科技可以说是近代最重要的一门科学,从遗传工程的发展,到复制动物的出現,每一次重大的进展给人們带来无穷的想像;而随着最近轰动一时的人类基因组计划(Human Genome Project)的完成,全球的生命科学家又展开所谓的蛋白质组学(Proteomics)的研究,其目的即是希望能解人类细胞大约十万个蛋白质的结构及其在生命体中所扮演的角色及功能,以设计小分子药物来调控这些分子的作用。前几,Dr.K.Wuthrich因其在核磁共振学的努而获得诺贝尔奖的殊荣,也加确认核磁共振学在二十一世纪的生命科学领域将扮演一举足轻重的角色。Nuclear Overhauser en
2、chancement 简称NOE,NOE 效应是由原子间的偶极-偶极作用(dipolar-dipolar interaction)所造成,其强和两原子的距离的次方成反比,一般来说,当两个氢原子的距离小于5(10-10 M),他们的NOE 效应可在NOESY光谱上能观察到,而距离越小,所观察到的NOE 效应越強,因此,以已知距离的一对氢原子的NOE为标准(如苯环上的相临氢原子),我們可推得所有NOE所代表的距离.用于多维异核核磁共振的单键异核偶合常数概要图同位素的标定 因为自然存在的同位素核种:15N 及13C 的比太低,足以让我们进NMR实验,因此人工的同位素标定是必须的。对一般使用大肠杆菌(
3、E.coli)表现蛋白质的系统而言,15N及13C 的标定只需要将培养基中的氮和碳的来源,置换成15N的NH4Cl(1g/1L)及13C 的Glucose(2g/1L)可达到,过15N的NH4Cl 及13C 的Glucose 造价昂贵。二项常用的三核共振实验的脉冲图谱结论 核磁共振硬体的进展:由于材科学等方面的进步,目前世售的核磁共振仪已可达到900 MHz 的等级,使得光谱的解析加提升;而新的超低温探头(Cryo-probe)的应用,也大大低收集光谱的时间。核磁共振软体的进展:近来由Dr.K Wuthrich 所发展的TROSY实验,及由Dr.A Bax 所发展的Residual Dipolar Coupling 实验,使得用核磁共振确定蛋白质结构的速加快,蛋白质的大小也加提升。综合以上两方面的进展,用核磁共振确定蛋白质结构所需的时间将由以往的12低到半到一,甚至短;而蛋白质的大小也由以往的20 kDa 提升到3050 kDa.
