Математические и экспериментальные методы в конформационном ЯМР-анализе пептидов и белков

• Автор: Гуревич, Александр Зельманович
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 156 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .
ГЛАВА I. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ И МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ВЫДЕЛЕНИЯ СИГНАЛОВ В ЯМРСПЕКТРАХ ПЕПТИДОВ И БЕЛКОВ ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

11. Методы выделения сигналов ЯМР из шума

Чувствительность спектрометра

12. Методы выделения малых сигналов в присут

ствии интенсивных сигналов растворителя. Динамический диапазон спектрометра . .

13. Методы выделения индивидуальных сигналов

в спектрах ЯМР пептидов и белков

ГЛАВА П. ПОВЫШЕНИЕ РАЗРЕШЕНИЯ В СПЕКТРАХ ЯМР . .

П1. Общий случай

П2. Случай ограниченного времени наблюдения.
Аподизация
П3. Проектирование цифровых фильтров
П4. Изменение отношения сигналщум при использовании весовой функции произвольной формы
П5. Максимальный коэффициент сужения при цифровой фильтрации.
П6. Математическое обеспечение для исследования
методов цифровой фильтрации с целью повышения разрешения в спектрах ЯМР и его практическая реализация.
ГЛАВА Ш. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ КРИВЫХ рНТИГРОВАНИЯ . .
Ш1. Математические модели для определения параметров кривых рНтитрования .
Ш2. Определение параметров кривых рНтитрования
и их погрешностей
Ш3. Выбор математической модели
Ш4. Пример использования значений параметров кривых рНтитрования для определения расстояния между остатками и 7 апэмша
Ш5. Описание программы расчета параметров кривых рНтитрования .
ГЛАВА 1У. РАСЧЕТ КОНСТАНТ КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЯ ЦИКЛОПЕПТИЦНЫХ Й0Н0Ф0Р0В.
ГУI. Математические модели
ГУ2. Расчет констант комплексообразования и
спектральных параметров по экспериментальным данным
1У3. Выбор математической модели и частные случаи определения содержания отдельных форм в смеси
4. Результаты расчетов параметров комплексообразовалия некоторых ионофорных комплексов
1У5. Описание программы расчета констант комплексообразования .
ГЛАВА У. МЕТОД ОДНОВРЕМЕННОГО НАКОПЛЕНИЯ ЯОСПЕКГРОВ С КОРРЕЛЯЦИЕЙ ПО СКАЛЯРНОМУ СПИНЕСПИНОВОМУ ВЗАИМОДЕЙСТВИО И ПО ЯДЕРНОМУ ЭФФЕКТУ ОВЕРХАУЗЕРА
УI. Базовая схема .
У2. Фазовая последовательность
У3. Описание эксперимента одновременного накопления I2 и I20 спектров
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ .
III
ВЫВОДЫ .
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Исследование пептидов и белков в растворе с помощью спектроскопии ЯМР показало, что одной из основных проблем является выделение сигналов и отнесение их определенным типам аминокислотных остатков, а также определение равновесных и динамических параметров системы по поведению индивидуальных сигналов ЯМР. Успешное решение этих задач осложняется различными аппаратурными и экспериментальными факторами, из которых можно выделить следующие низкое отношение сигналшум в спектре, ограниченный динамический диапазон спектрометра, перекрывание линий в спектрах макромолекул, обусловленное как наличием большого числа резонансных линий, так и увеличением их полуширины вследствие медленного молекулярного движения и дипольдипольных взаимодействий. Все это предъявляет определенные требования к современной ЯМРспектроскопии при изучении биополимеров, а также предопределяет использование различных методических и математических приемов для обработки как самих спектров, так и экспериментальных данных, получаемых при наблюдении за отдельными сигналами. Предлагаемый литературный обзор посвящен существующим экспериментальным и математическим методам выделения сигналов в спектрах ЯМР. Методы выделения сигналов ЯМР из шума. Чувствительность спектрометра. При исследовании биополимеров особенно остро стоит проблема выделения предельно слабых сигналов из шума, обусловленного тепловым движением электронов в приемном контуре, и шума, вносимого первым каскадом приемника. Надо отметить, что проблема динамического диапазона, о которой речь пойдет в следующем разделе, тесно связана с чувствительностью, поскольку при исследовании макромолекул приходится иметь дело с очень слабыми сигналами вещества на фоне интенсивных сигналов растворителя. Поэтому выделение слабых сигналов из шума является одной из основных задач ЯМРспектроскопии биополимеров. Повышения чувствительности можно добиться совершенствованием конструкции аппаратуры ЯМР, применением различных методов накопления сигналов, использованием всевозможных импульсных методик, а также математической обработкой спектров ЯМР. Чувствительность спектрометров оценивают по соответствующим сигналам специально приготовленных тестовых образцов эталонов в спектрах ЯМР различных ядер, снятых по стандартной методике I. При этом величина, равная отношению интенсивности стандартного сигнала в спектре ЯМР к полной амплитуде шума, умноженная на коэффициент 2,5, называется чувствительностью спектрометра рис. СМБО б6 и т. ЯМРспектров. Коэффициент 2,5 учитывает переход от амплитудного значения к среднеквадратичному. Рис. Чувствительность измерена по стандартной методике, по сигналу СН2группы I. Появление сверхпроводящих сплавов ниобийтитан, ниобийолово и др. Т, отвечающие современным требованиям ЯМРспектроскошга 3. Применение новых полупроводниковых приборов в предусилителе и изменение конструкции приемной катушки 4, а также применение квадратурного детектирования 5 привело к увеличению чувствительности приборов более чем на порядок. Так, выпускаемые серийно в настоящее время спектрометры ЯМР, работающие на частотах от 0 до 0 Мгц, для протонов, имеют отношение сигналшут, измеренному по стандартному образцу раствор 1 этилбензола 0 и более спектрометры предыдущего поколения имели этот параметр от 0 до 0 6. Для дальнейшего повышения чувствительности применяют когерентное накопление, при котором полезный сигнал растет пропорционально числу накоплений п , а шум накапливается пропорционально V и, следовательно, отношение сигналшум увеличивается пропорционально V 6. Появление серийных мини ЭВМ в ые годы привело к развитию техники фурьепреобразования ФП в ЯМР спектроскопии 2, которая прочно заняла место практически во всех областях ЯМР исследований. Основы импульсных методов детально рассмотрены в 7. ЯМР, пропорционален v , где общий диапазон химических сдвигов, v ширина линии самого узкого сигнала спектра 8. Для ЯМР , I, I5 , Р и др. Появились и другие методы возбуждения спектра ЯМР.