Page 64 - Perdih, Andrej, Katja Lakota, Alja Prah. 2020. Strukture bioloških molekul. Univerzitetni učbenik z recenzijo in navodila za vaje. Koper: Založba Univerze na Primorskem.
P. 64
andrej perdih, katja lakota, alja prah
4. VEČDIMENZIONALNA NMR SPEKTROSKOPIJA
Pri večjih molekulah ter še posebej pri biomolekulah, kot so proteini in nukleinske kisline RNA
in DNA, velika količina informacij v enostavnih 1D NMR spektrih, ki smo jih spoznali do sedaj,
vodi do nepreglednega prekrivanja dobljenih signalov. Množica superponiranih podatkov
praktično onemogoča asignacijo signalov magnetno aktivnih jeder k posameznim elementom
preiskovane biološke molekule. Posamezne signale magnetno aktivnih jeder moramo zato še
dodatno ločiti, da jih lahko pripišemo posameznim atomom.
Rešitev je uporaba večdimenzionalnih NMR spektrov, ki omogočajo, da podatke bolj učinkovito
ločimo ter jih tako tudi lažje identificiramo in asigniramo posamezne signale jeder, kot to
prikazuje Slika 6. Osnovna ideja večdimenzionalnih NMR eksperimentov je aplikacija več
časovno ločenih radiofrekvenčnih RF pulzov (t. i pulzne sekvence), ki omogoča pridobitev NMR
spektrov v več dimezijah. Različni večdimenzionalni NMR eksperimenti se med seboj razlikujejo
po času, uporabljeni frekvenci RF valovanja in jakosti teh impulzov.
Dvodimenzionalna NMR spektroskopija (2D NMR) je sklop NMR metod, ki dajo NMR spekter,
prikazan v prostoru, ki je določen z dvema apliciranima RF frekvencama v uporabljeni pulzni
sekvenci (Slika 6). Prvi 2D NMR eksperiment je leta 1971 izvedel raziskovalec Jean Jeener. Še
bolj komplicirana pa je tridimenzionalna NMR spektroskopija (3D NMR), kjer apliciramo tri
časovno ločene RF pulze pri različnih frekvencah v pulzni sekvenci.
Večdimenzionalni NMR eksperimenti so nadalje lahko homonuklearni ali heteronuklerni, glede
na to ali v enem eksperimentu vzbujamo le eno vrsto magnetno aktivnih jeder, najpogosteje
protone 1H, ali pa jih vzbujamo več. Za določanje struktur bioloških molekul sta predvsem
pomembni jedri izotopa dušika 15N in ogljika 13C.
Slika 6. Poenostavljen princip večdimenzionalne NMR spektroskopije in uporabe različnih
pulznih sekvenc.
64
4. VEČDIMENZIONALNA NMR SPEKTROSKOPIJA
Pri večjih molekulah ter še posebej pri biomolekulah, kot so proteini in nukleinske kisline RNA
in DNA, velika količina informacij v enostavnih 1D NMR spektrih, ki smo jih spoznali do sedaj,
vodi do nepreglednega prekrivanja dobljenih signalov. Množica superponiranih podatkov
praktično onemogoča asignacijo signalov magnetno aktivnih jeder k posameznim elementom
preiskovane biološke molekule. Posamezne signale magnetno aktivnih jeder moramo zato še
dodatno ločiti, da jih lahko pripišemo posameznim atomom.
Rešitev je uporaba večdimenzionalnih NMR spektrov, ki omogočajo, da podatke bolj učinkovito
ločimo ter jih tako tudi lažje identificiramo in asigniramo posamezne signale jeder, kot to
prikazuje Slika 6. Osnovna ideja večdimenzionalnih NMR eksperimentov je aplikacija več
časovno ločenih radiofrekvenčnih RF pulzov (t. i pulzne sekvence), ki omogoča pridobitev NMR
spektrov v več dimezijah. Različni večdimenzionalni NMR eksperimenti se med seboj razlikujejo
po času, uporabljeni frekvenci RF valovanja in jakosti teh impulzov.
Dvodimenzionalna NMR spektroskopija (2D NMR) je sklop NMR metod, ki dajo NMR spekter,
prikazan v prostoru, ki je določen z dvema apliciranima RF frekvencama v uporabljeni pulzni
sekvenci (Slika 6). Prvi 2D NMR eksperiment je leta 1971 izvedel raziskovalec Jean Jeener. Še
bolj komplicirana pa je tridimenzionalna NMR spektroskopija (3D NMR), kjer apliciramo tri
časovno ločene RF pulze pri različnih frekvencah v pulzni sekvenci.
Večdimenzionalni NMR eksperimenti so nadalje lahko homonuklearni ali heteronuklerni, glede
na to ali v enem eksperimentu vzbujamo le eno vrsto magnetno aktivnih jeder, najpogosteje
protone 1H, ali pa jih vzbujamo več. Za določanje struktur bioloških molekul sta predvsem
pomembni jedri izotopa dušika 15N in ogljika 13C.
Slika 6. Poenostavljen princip večdimenzionalne NMR spektroskopije in uporabe različnih
pulznih sekvenc.
64
