C8953 NMR strukturní analýza seminář NOESY Jan Novotný 176003@is.muni.cz 28. března 2012 NOESY - úvod Nukleární Overhauserův efekt dipól-dipólové interakce transfer magnetizace přes prostor způsobený cross-relaxací NOESY koreluje jádra vzdálená méně než cca 5Á aa dAI, ^ = -Pl(Iz-pz)-ais{sz-s0z) ais = W2 — Wq 90 I 1 90 90 tmix M NOE vs. velikost molekul Korelační čas tc u)0tc < 1 (malé molekuly) pozitivní NOE crosspeaky s opačnou fází vůči diagonálním wqtc > 1 (velké molekuly) negativní NOE crosspeaky se shodnou fází u)0tc sa 1 (cca 1 kDa) ►• NOE^O žádné crosspeaky Využití NOESY Směšovací čas rmix ►• malé molekuly rmix « 500 - 800 ms velké molekuly, biomolekuly rmix ss 50 - 300 ms odhad mezijaderných vzdáleností (< 5Ä) ► pri krátkém -mix 0.2 0.4 0.6 0.8 1 Tmix NOESY1 NOESY1 H,C /=( N-iH O—CH, \ / \ // \ 9/ PALOMe2-Hl PALH5-H4 PALH5-H6 «PALOMe3-H4 'á PALOMe9-H8 ť/\J_iUlvie J-Í14 PALOMelO-Hll *\ ^ PALH6-H8 PALH1-H13 \ x* i /,'* X PALH12-H13 X X 52- 1H (ppm) NOESY 2 NOESY 2 NOESY 2 10987654321 0 -1 WQX1H9-H1 wdxiH9-H7 WQX1H8-H7 WQX1H12 WQX1H11 WQX1H1Ö*-H8 WQX!1H9-H8 u<< WQX1H12-h10 ■ WQX1 H8-H1 WQX1H3-H2 WQX1H4-H4 WQX1 H7-H8 WQX1 H2-H3J WQX1 h7-h9 >WQX1 h6-h5 „VQX1 h7-h6 , WQX1H1-H2 WQX1H1-H8 WÖX1H1-H9 s ssssss D DDDDDD X xxxxxx T I A I S SSS D ODO X XXX I HI _._-'"^ 10 5 4 3 1H (ppm) NOESY 2 wqx1h12-h11 : wqx1h10-h8 wq^1HÍ2-H10 V f • s* wqx1h11-h9 /l WQX1H11-m2/ vvqx1h9-h8 / / wqx1h9-ih11 / wqx1a10-h12 —W0K1H12 ^WQXIHIO ^WQX1H11 —W0X1 HS wqx1h8-h10 WQX1h8-h9 \ \ \ —WQX1 Ha i i a i O O OO O i S ää í WQX1H3-H2 WQX1 H5-kj6 '• WQX1H6ti^ ■ *NWQX1H4-H4 . Ô? \*^WOX1H2-H3 tex1H2H1 waxW^0*1"6"5 WQX1H1-H2 r ppoop o _^WQX11-WQX1 h -WQXIh *-WQX1 H —WQX1 h 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 ü>2 - 'H (ppm) 1.0 0.5 0.0 ö2 - 'H (ppm) NOESY biomolekul konstituce a sekvence známa přibližné určení rHH ► pre větší molekuly náročné přiřazení => izotopové značení, 3D NOESY-HSQC... Príklad: d(AAGAATTCTT)2, 100 ms NOESY v D20 2- 3- 5- 6- 8- 8 7 6 5 4 3 2 1 ô2 - 1H (ppm) Príklad: d(AAGAATTCTT)2, 100 ms NOESY v D20 Sekvenční prirazení rezonancí Hľ, H272", H(ar) ► intrareziduální NOE sekvenční NOE ► kromě H1'-H6/H8 vidíme i H1'-AdeH2, Hľ-CytH5 atd. «• v B-DNA H2'-Har > H2"-H(ar), <$h2" > »1 6.2' • » 8.4 8.2 8.0 7.8 7.6 7.4 7.2 7.0 6.8 82 - 1H (ppm) d(AAGAATTCTT)2, Hľ-Har 8.4 5.4 5.6- E q. q, í 5.8- to 6.0- 8.2 8.0 7.8 7.6 7.0 6.8 G3H1-A4H8 A2H1'-HS A1H1'-A2Hf A4H1'-A5Hgpl' A5H G3H1'-H8 C8H5-H6 g.C8H5-T7H6 A2H -|a1H1'tH8 T6H1'-A5H& A4HV-H8 C8Hľ-Hl A5H1'-h: —II ►.A2H1'-H2 ľ-G3H8 . T6H1'-T7H6 T6H1-H6 ■-H8 T9H1 '-TIOHTT ■ h 8H1'-T9H >C8Hľ-A4Ht2 —M7H1']h6 T9H1'-H6 T10Hľ-H6 ♦A5Hľ-T6Hi \5H1'-A4H2 ~7TY~ >>> CO K) III I I A \ \ \ > Q»OHH K) CO K) K>CT> I CT> T i—r —C8H5 ■A2H1' —A4Hľ -C8Hľ -T7HV -A5HV -T9HV 7.8 7.6 7.4 1H (ppm) 7.2 7.0 1 -00.0 d(AAGAATTCTT)2, Har-H2'/27Me ,„ 3.4 3.2 3.0 2.8 2.6 2.4 2.2 2.0 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 t* * ~ * • —T6H6 —T7H6 ^T9H6 —T10H6 ^C8H6 —G3H8 —A1 H8 ,A4H8 —A2H8 N-A5H8 3.4 3.2 3.0 2.8 2.6 2.4 2.2 2.0 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 82 - 1H (ppm) d(AAGAATTCTT)2, Har-H2'/27Me 3.4 3.2 3.0 2.8 2.6 2.4 2.2 2.0 „ l'tíHtí-ÄíjHU'' ' T6H6-H2", G3H8- A4H8-H2" A5H8-H2' '6H6-A5H2 T6H6-H2'T T7H6-H2' T6H6-T7I riOH6-T9H: T9H6-H2' C8H|b-T7H2 C8H6-H2' A2H2 ,^L.T9H6-H^T' T<: '''TInHK-TQHÍKA T7H6-T6H2' / T7H6- 3 H2 ^3: G3H A4H8-GÍH2 A4H8-H: m7j T6H6-tó ' T9H6-C8H2'T9H6-T10M7 .T9H6-M7 C8H6-T9M7 0H6-T9H2S"^pß^2^H6-m7 I3H8-H2' A1H8-H2" *- A2HÍ V ■A1H2" .A2H8-A1H2' A5H8-T6M' A2^H2^8^A5H8-H2 A ^^^^ I TV >>>>>OHH>HOO>- ^ cji-^[\j[\J-^coCT>~vicjicococo —L —"CO —L —1 ~vl CO CT> —L CD IE IE IE IE IE 1111 IE 111 S IE S I IE 1 IE M MM M M M ^ ^ M M1^ ^ ^ ^ M ^ Ě-vl I—T6H6 -A4H2 I—T7H6 i /-T9H6 /-T10H6 K-C8H6 U--A5H2 \A2H2 ^G3H8 N.A1 H2 ,A4H8 C-A2H8 VA5H8 3.4 3.2 3.0 2.8 2.6 2.4 2.2 2.0 1.6 1.4 1.0 ROESY-Rotating frame Overhauser Enhancement SpectroscopY CAMELPSIN - Cross-relaxation Appropriate for Minimolecules Emulated by Locked SPINs korelácia na základe cross-relaxácie • ROE vždy pozorovateľné • intenzita závisí na íhh a ^mix • opačná fáza ROE crosspeakov • výmenné a TOCSY crosspeaky s rovnakou fázou 300 ms ROESY v D20:DMSO-d6 he 8 ppm TS 987654321 ? Heteronukleární korelace