生物大分子波谱学原理 吴季辉 异核编辑谱 般异核编辑谱由同核NOESY.或TOCSY 同HSQC或HMQC串接成，提供的信息 类似同核谱，但是谱峰在与H核相关的 13C或15N核的化学位移上展开以解决同 核谱重叠的问题。其中异核编辑的 NOESY谱是最后结构计算所需的NOE的 主要来源
异核编辑谱 生物大分子波谱学原理 吴季辉 一般异核编辑谱由同核NOESY或TOCSY 同HSQC或HMQC串接成，提供的信息 类似同核谱，但是谱峰在与1H核相关的 13C或15N核的化学位移上展开以解决同 核谱重叠的问题。其中异核编辑的 NOESY谱是最后结构计算所需的NOE的 主要来源
生物大分子波谱学原理 吴季辉 7.2异核编辑谱 7.2.1 3D NOESY-HSQC ①2 1 t/2 3 decouple 上图是基本的NOESY-HSQC三维谱脉冲序列，适合于单标记的蛋白质样品。所用相 循环为1=2(x),2(-x),2=4(x),4(-x),3=X,-x;rcf=x,-x,-x,x,-xx,x,-x,spin-lock的时间1-2ms。 直至a点，序列是同核NOESY谱序列，由于现在是标记样品，故t维演化时要加异 核180度脉冲实现去偶，也可用异核宽带去偶。NOESY部分的最后一个90度H脉冲相 当于HSQC中第一个H90度脉冲，剩余部分同H$QC序列。其中的自旋锁定脉冲用于抑 制水峰。也可利用梯度场脉冲抑制水峰。在实际使用时，若是用于1N标记样品，由于重 要信息是HNH,通常不用预饱和以免H被衰减。这时为了提高水峰抑制效果，最后 个回波的1H180度脉冲常用3-9-19形式的WATERGATE
7.2 异核编辑谱 生物大分子波谱学原理 吴季辉
生物大分子波谱学原理 吴季辉 7.2异核编辑谱 其中6个H脉冲的宽度 依次为0.231*90， 0.692*90,1.462*90, 1.462*90,0.692*90 0.231*90,间隔t取300微 秒左右(500兆上)，而 1 5x+2x1= ,这种 2Jg 形式的WATERGATE抑 制水峰效果较好。6个1H 脉冲的等价效果在照射 点为0度，在NH上为180度，因此激发曲线在H附近有很大衰减，但此时由于15N编 辑的缘故，观察的信号只能是NH,故不会导致什么问题。若是用于13C标记样品，则不 能用这种WATERGATE,但一般13C标记样品溶于重水，故水峰抑制不成问题。不过对 于全标记的13C样品，需考虑13CO的去偶，以及C-C间的偶合
7.2 异核编辑谱 生物大分子波谱学原理 吴季辉
生物大分子波谱学原理 吴季辉 7.2异核编辑谱 3-9-19序列的激 发曲线，间隔取 300微秒左右 (500兆上) npinpinpinnpnnpinnpn 224002000.160012008004000-400-800-1600 -2400
7.2 异核编辑谱 生物大分子波谱学原理 吴季辉 3-9-19 序列的激 发曲线，间隔取 300微秒左右 （500兆上）
生物大分子波谐学原理 吴季辉 7.2异核编辑谱 整个序列的信号传递过程可以简化成： K,(传)0→1，s→S,(5)s→1，（馬） 作三维谱同二维谱的一个重要区别在于数据点的选择，由于实验时间的限制， 间接维点数不能太多，这个谱的间接维点数可取128×32复数点。15N维由于N核数 目不多，而且一般化学位移重叠不很严重，取几十点即可，H维应该取得大一些， 当然要考虑到实验时间的限制。由于NOESY谱的重要性，信噪比要求比较高，经常 要采样3一4天甚至更长。 序列中的HSQC部分可用其他异核相关谱代替，如HMQC,尽管二维谱HMQC 有分辨率低的缺点，在三维谱中表现不是太差，因为三维谱分辨率的主要限制在数 据点数的大小上
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生物大分子波谱学原理 吴季辉 7.2异核编辑谱 由于NOESY-HSQC的信号在三维方向上均是同相信号，处理上与一般同相谱一 样。下图显示三维谱在二个方向的投影分别是HH同核谱及异核相关谱，这里要 注意的是，这个三维谱中出现的谱峰数目与其二维投影谱一样，这是异核三维编辑 谱的特点，正是这个特点使得异核编辑谱在谱峰重叠严重时明显优于同核谱。 30 F2(s1 a 2D F1(1 F1) F3(1HS) F2(1HS) 2D F21H)
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生物大分子波谐学原理 吴季辉 7.2异核编辑谱 a 3D NOESY-15N,1H-HSQC H Um 02 15N GARP 13 ar. Caliph. 1 KGz Gz Gz -KGZ K=+/-5;Ψ=+/-y;1=45°，225°+TPPI(t;2=2(x),2(-x): φrcc=x,2(-x),x.△=5.4ms. M.Sattler et al.Progress in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy 34 (1999)93-158:p147
7.2 异核编辑谱 生物大分子波谱学原理 吴季辉 M. Sattler et al. / Progress in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy 34 (1999) 93–158: p147
生物大分子波谱学原理 吴季辉 7.2异核编辑谱 7.2.2 3D TOCSY-HSQC Φ2 t/2 DIPSI-2 03 t2/2 decouple 类似地，可以将TOCSY同HSQC串接起来，所得3 DTOCSY-HSQC脉冲序列 及所用相循环与3 D NOESY-HSQC完全类似，区别只是NOESY中的混合期改成 TOCSY中的isotropic mixing pulse(通常用DIPSI一类的混合脉冲)。这种实验可以提 供残基内部自旋系统的信息。要注意的是，这种实验一般用于15N标记样品，当然 混合时间原则上大一些信号可以传递远一些，不过对于大蛋白质，由于弛豫的缘故， 可能信号反而减弱。对于13℃标记样品，类似信息可以由13C13℃相关谱获得。 整个序列的信号传递过程可以简化成： 1(6) TOCSYI sS）→1，)
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生物大分子波谐学原理 吴季辉 7.2异核编辑谱 7.2.3 3D HSQC-NOESY HSQC-TOCSY HSQC序列也可放在NOESY或TOCSY前，但由于水峰抑制的困难，一般 用的不多。 序列的信号传递过程为： 1G）s→S。1,(5,)）0”)1,6) 7.2.4 HMOC-NOEY-HMOC 尽管3 DNOESY-HSQC较二维同核谱有很大改善，对于二个化学位移接近 的H之间的NOE,仍无法由此获得，因为类似二维同核谱中的对角峰，在3D NOESY-HSQC中也有自相关峰。附近的交叉峰强度不如对角峰，因而无法辨认。 如酰胺质子间，脂肪链质子间，芳环质子间，经常会出现这种情况。这时可以考 虑进行这样的NOESY,只留一维（当然只能是采样维）作为H演化，其他二维 均利用13C或15N演化。或者千脆引入第四维
7.2 异核编辑谱 生物大分子波谱学原理 吴季辉
生物大分子波谱学原理 吴季辉 7.2异核编辑谱 7.2.4.1 3D I5N-I5N HMQC-NOESY-HMQC 4 H Cm a ①3 t/2 t/2 2t t2/2 t/2 decouple 所用相循环为1=X,-X$24(X),4(-x:2(x),2(-x;04=8(y),8(-y) 5=16(y),16(-y5eE=X,-X,-X,X-X,x,X,-x。 用于检测相近化学位移的酰胺质子间的NOE。 其中2x= 1, 2JNH 序列的信号传递过程为： Hay5N,(G）'Hw8→'H→5N,）a→'HN) 通常采样点取64t)×322)×512t)复数点
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