《多組態組氨酸的結構和動力學性質的固體核磁共振研究》是依託中國科學院精密測量科學與技術創新研究院，由李申慧擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：多組態組氨酸的結構和動力學性質的固體核磁共振研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李申慧
- 依託單位：中國科學院精密測量科學與技術創新研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在蛋白質摺疊、酶催化以及金屬蛋白複合物等生物體系中，組氨酸起著非常重要的作用。在生理pH值下，組氨酸通常會以質子化、兩種電中性互變異構體及金屬離子絡合物等形式存在。周圍環境的改變如電荷分布的差異、互變異構態的形成以及氫鍵、配位鍵的存在等，會改變組氨酸的分子結構、動力學性質以及固有的NMR性質。本項目擬通過高分辨固體核磁共振技術，如多維相關譜、各向異性化學位移重聚、異核核間距的測量以及單鍵偶極偶極常數的實驗擬合等方法來測定各種不同質子化態、異構態及金屬離子配位態組氨酸中1H、13C、15N的化學位移，解析其具體的分子結構以及系統研究它們的動力學性質。並結合量子化學計算對不同質子化態、異構態及金屬離子配位態組氨酸結構變化以及咪唑環化學位移的變化給出合理的解釋。此項工作將為組氨酸在生物蛋白體系中的結構、性質以及作用機制等方面的研究提供一些基礎和依據。
結題摘要
本項目採用固體核磁共振新方法研究pH值調控下不同質子化態、異構態、金屬離子配位態組氨酸的結構變化；組氨酸與金屬離子Mg2+、Zn2+等的相互作用；測量不同異構態間氫鍵以及配位鍵對咪唑環內1H、13C、15N化學位移的影響, 相關結果發表在J. Phys. Chem. B (2013, 117:8954)上。另外，以組氨酸為模型化學物，開發一些實用於膜蛋白體系的固體核磁共振新方法. 提出了13C, 15N全標記生物體系1H-13C核間距離的定量測量方法, 相關結果發表在Solid State Nuclear Magnetic Resonance (2012, 45: 51)上。提出了組氨酸咪唑環的13C, 15N譜編輯固體核磁共振方法, 相關結果發表在Solid State Nuclear Magnetic Resonance (2013, 54:13)中。另外, 在固體核磁共振在功能材料上也取得了一系列階段性的進展。首先提出了固體核磁共振研究金屬有機化學物鐵電-順電機制, 相關研究結果發表在近期的《美國化學會志》上（J. Am. Chem. Soc. 2012, 134: 11044-11049）上。我們用同核兩維1H、27Al雙量子固體核磁共振方法證實了H-ZSM-5以及H-MOR分子篩記憶體在著的B酸L酸協同效應機制， 揭示了B酸L酸協同效應在氫型分子篩的普遍存在性， 合理解釋了分子篩脫鋁後酸催化活性顯著增強的原因。 相關結果發表在Journal of Physical Chemistry C（2011，115：22320）上。 並且用固體核磁共振NMR方法研究了火箭推進劑中粘結劑NPBA的分子動力學性質,這一結果成功指出了粘結劑表面脫濕的原因, 為進一步提升粘結劑的性能指名了方向, 相關結果發表在Molecules (2014, 19:1353)上. 受Annual Reports on NMR Spectroscopy主編Graham A. Webb教授邀請,為其叢書78期撰寫其中一個章節，題為“Recent Advances of Solid-State NMR Studies on Zeolites”。
