ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Твердотельный ЯМР протеинов из "ЯМР в медицине и биологии структура молекул, топография, спектроскопия in-vivo" Большинство ЯМР-экспериментов в биологических системах являются типичными примерами приложения ЯМР к исследованию жидкостей, где большая часть всех взаимодействий, величина которых зависит от ориентации соответствующих связей относительно магнитного поля, усредняется до нуля за счет быстрой вращательной диффузии молекул в растворе, и эти взаимодействия могут рассматриваться лишь в качестве источника релаксации. Преимущество метода ЯМР в жидкостях очевидно в ряде случаев водный раствор воспроизводит естественное физиологическое окружение исследуемой молекулы. Ширина линий растворителя достаточно мала и поэтому часто спектры растворенных веществ поддаются интерпретации на атомарном уровне. [c.144] В то же время существуют неоспоримые аргументы в пользу применения твердотельного ЯМР в биологии величины, отражающие зависимость от направления, которые усредняются за счет быстрых движений в растворителе, содержат весьма важную и часто однозначно интерпретируемую дополнительную информацию о структуре исследуемых веществ. Кроме того, в биологических системах содержатся компоненты, нерастворимые в воде, В основном они образуют надмолекулярные структуры. К ним относятся мембраны, рассмотрение которых будет проведено нами в дальнейшем, волокнистые протеины, строение которых напоминает структуру коллагена. Коллаген является компонентой клеточного остова. К ним относятся также большие системы, состоящие из большого числа отдельных компонент, каждая из которых является водорастворимой, таких, как актомиозиновая система мышечных клеток или фрагментов, входящих в состав сложных вирусов. Эти системы иногда могут кристаллизоваться, и в этом случае, конечно, они могут достаточно эффективно анализироваться с использованием методов рентгеноструктурного анализа. В ряде случаев эти системы можно ориентировать в сильных постоянных магнитных полях за счет наличия у них магнитных дипольных моментов, что существенно упрощает проблемы, возникающие в ЯМР-спектроскопии. [c.144] Для малых молекул в монокристалле удается получать хорошо разрешенные спектры ЯМР Н с помощью специально разработанных методов ЯМР. Следует отметить две наиболее важные методики, позволяющие достичь сужения линий в спектрах ЯМР твердых тел многоимпульсные методики и вращение образца под магическим углом . Последняя методика основана на быстром вращении (с частотой приблизительно 10 кГц) относительно оси, расположенной под магическим углом ОГ, равным приблизительно 54,7° (3 со5 СС - 1 = 0), по отношению к внешнему магнитному полю, что эквивалентно эффекту усреднения в жидкостях за счет броуновского молекулярного движения (рис.3.35). [c.145] Другим типом ориентационно зависящего взаимодействия является анизотропия химического сдвига, которая играет существенную роль в спектрах N и Величины экспериментально определяемых химических сдвигов зависят от ориентации главных осей соответствующего тензора относительно магнитного поля. Здесь полное число параметров должно быть известно (по крайней мере в первом приближении для модельных структур). [c.146] Аналогичнаяориентационная зависимость имеет место для квадрупольного взаимодействия. В этом случае также существует возможность определения ориентации связей. [c.146] С помощью этих методов можно успешно определять трехмерную структуру протеинов, подобно тому, как это было сделано для плазматического протеина / /-вируса (3.41 ]. Правда, в настоящее время еще окончательно неясно, какое практическое значение имеет твердотельный ЯМР в данной области, поскольку этот метод сопряжен со значительными экспериментальными трудностями, которые связаны, например, с необходимостью введения изотопных меток. [c.146] Вернуться к основной статье