Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Фрайфелдер Д. -> "Физическая биохимия " -> 182

Физическая биохимия - Фрайфелдер Д.

Фрайфелдер Д. Физическая биохимия — М.: Мир, 1980. — 580 c.
Скачать (прямая ссылка): fizicheskayabiohimiya1980.djvu
Предыдущая << 1 .. 176 177 178 179 180 181 < 182 > 183 184 185 186 187 188 .. 218 >> Следующая

ТАБЛИЦА 17-2
Правила, используемые при интерпретации спектров ЯМР
/. Величина химического сдвига протонов определенной химической группы (например, метильной, этильной, окси-группы) меняется в зависимости от молекулы, частью которой является эта группа (например, определенной аминокислоты или нуклеотида).
2. Если соединение, протон которого имеет данный химический сдвиг, является мономерным звеном полимера, химический сдвиг, как правило, меняется вследствие близости остатков других молекул или групп.
а. Наибольшие сдвиги (20—30 м. д.) вызывает присутствие неспаренных электронов (т. е, парамагнитных центров).
б. Сдвиги, равные приблизительно 2 м. д., обычно наблюдаются в результате влияния кольцевых токов. Величина сдвига, обусловленного кольцевыми токами, меняется приблизительно в следующем порядке: флавины и порфирины > триптофан и нуклеотиды > гистидин > тирозин и фенилаланин.
в. Электрические поля многих заряженных групп, например, в аспарагиновой и глутаминовой кислотах, лизине, аргинине и гистидине вызывают смещение^ сигналов. Сдвиг мал, если группа находится на внешней части свернутой макромолекулы и, следовательно, взаимодействует в первую очередь с растворителем; он увеличивается, если группа находится внутри.
* Относительные интенсивности пропорциональны биномиальным коэффициентам.
5. Если в результате химического или физического воздействия на макромолекулу меняется химический сдвиг определенного протона, это значит, что произошло изменение в структуре макромолекулы в участке, окружающем протон. Если это воздействие включает изменение pH, то сдвиг скорее происходит от изменения состояния ионизации, чем от изменения пространственной структуры.
4. Наличие расщепления показывает, что две группы ядер ковалентно связаны друг с другом. По числу линий в мультиплете можно иногда установить, какая это могла быть группа. Например, квартет часто означает, что поблизости находится метильная группа. Разделение компонентов мультиплета связано с углом между группами, содержащими ядра. Иногда путем сравнения с соединениями, структура которых известна из данных рентгеноструктурного анализа, могут быть определены углы между связями в небольших простых молекулах. В случае макромолекул действие любого агента, приводящее к изменению углов между связями, должно приводить к изменению расстояния между компонентами мультиплета. Это указывает на то, какого рода конформацион-ные перестройки могут иметь место.
5. В случае многокомпонентной системы, в которой быстро происходит са-моассоциация (например, димеризация), величина химического сдвига, ширина линии и число линий (рис. 17-5) определяются относительным количеством времени, проведенным протоном в каждом состоянии. В такой системе смещение равновесия или изменение скорости обмена может приводить к изменению ширины отдельной линии или вызвать разделение сигнала на отдельные сигналы подобно тому, как показано на рис. 17-5. Изменения такого типа можно использовать для изучения равновесия.
6. Ширина линии есть мера относительной подвижности ядра. Если ядро движется очень быстро, как это бывает в малой молекуле, пики очень узкие. Если ядро движется более медленно, как в жесткой (фиксированной третичной структурой) части макромолекулы, линии становятся шире. Ширину линии можно использовать для оценки подвижности функциональной группы или мономерного остатка в полимере при условии, что изменение ширины полосы не вызвано причинами, указанными в правиле 5, и не связано с изменением положения очень близкой неразрешенной и неотнесенной линии.
7. Связывание лиганда с участком макромолекулы обычно оказывает влияние как на спектр лиганда, таки на спектр макромолекулы. Хотя такие факторы, как перераспределение локального заряда, изменения в ориентации групп, находящихся на расстоянии от места связывания, и т. д. могут приводить к спектральным изменениям, во многих случаях их причиной являются ядра, расположенные в месте связывания. Обычно наблюдается смещение линии, сопровождаемое ее уширением, так как в участке связывания, вероятно, понижается свобода движения ядер.
Технические проблемы ЯМР и их решение
Очевидно, что первой проблемой ЯМР-спектроскопии является получение спектра. Для получения спектров протонного резонанса (их до сих пор регистрируют чаще всего) макромолекул, в случае которых требуются водные растворители, необходимо готовить образец не в Н2О, а в D2O, чтобы удалить мощный резонанс протонов Н2О, который иначе (так как концентрация Н2О равна 55 молям) будет маскировать большинство изучаемых ре-
зонансов протонов. К сожалению, использование D20 затрудняет наблюдение протонов, связанных с азотом или кислородом, так как эти протоны могут быстро обмениваться с ядрами дейтерия растворителя и поэтому их сигналы исчезают из спектра. (А резонансы ядер 2Н наблюдаются в дургом диапазоне частот и характеризуются низкой чувствительностью детектирования.) Таким образом, обычно наблюдают сигналы протонов, связанных с атомами углерода. Чтобы выразить все данные в виде миллионных долей, часто добавляют эталон. Для растворов в органических растворителях обычно используют тетраметилсилан. Часто в качестве эталона добавляют небольшие количества трет-бута-нола или можно использовать сигналы DHO, которая в виде примеси содержится во всех образцах D20. С помощью специальных методик, применяя фурье-спектроскопию ЯМР, можно подавить резонанс Н2О и работать в водном растворе.
Предыдущая << 1 .. 176 177 178 179 180 181 < 182 > 183 184 185 186 187 188 .. 218 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed