NUKLEÁRNI MAGNETICKÁ RESONANCE
Moment hybnosti (elektron): Ľ = rxp
Spin (elektron)
Spin (jádro)
Jedno jádro v magnetickém poli
Pohyb vektoru magnetizace - dalšf magnetické pole Bi
Experiment
• Přijímač vypnut, vysílač zapnut: Excitace
• Přijímač zapnut, vysílač vypnut: Detekce
• Přijímač vypnut, vysílač vypnut: Relaxace
Magnetická pole v molekule:
• Pľfmá interakce s ostatními jádry
• Interakce s elektrony
• Interakce s jádry zprostředkovaná elektrony
Prfmá interakce s jiným jádrem:
Prfmá interakce s jiným jádrem:
Prfmá interakce s jiným jádrem:
Prfmá interakce s jiným jádrem:
Prfmá interakce s jiným jádrem:
Interakce s elektrony:
Interakce s elektrony:
E Jádro H + Bo = 11-75 T
Molekula H2
B0 = 11.749695 T
/ = 500 MHz
/ = 499 987 000Hz
Interakce s elektrony
-CH=0
-C=CH-
-CHo-O-
-CHo-C=0
-CHo-C-
(CH3)4Si H2 H+
I I I I
499.9985       499.9990       499.9995       500.0000 MHz
Interakce s elektrony
-CH=0
-C=CH-
-CH2-0-
-CH2-C=0
-CH2-C-
(CH3)4Si H2 H+
I I I I
99.997%       99.998%       99.999% 100.000%
Interakce s elektrony - chemický posun
-CH=0
-C=CH-
-CHo-O-
-CHo-C=0
-CHo-C-
(CH3)4Si H2
i i
H+
4
0 ppm
10 ppm
20 ppm
30 ppm
Interakce s jádry zprostředkovaná elektrony (J-coupling, spin-spin skalární interakce)
E
f = 500.0002 MHz
/ = 499.9998 MHz
Měřený signál - FID (Free induction decay)
0    0.1    0.2   0.3   0.4   0.5   0.6   0.7   0.8   0.9 1
t/s
06
Spektrum (frekvenční závislost)
1 -	1                            1                            1 1	
1                            1                            1                            1 1		
-3000     -2000     -1000        0        1000      2000 3000
f/Hz
Spektrum (frekvenční závislost)
1 1 J	1 1
1                                  1                                  1 1	
-1500       -1400       -1300       -1200       -1100 -1000
f/Hz
Spektrum (frekvenční závislost)
2300
2400
2500 2600 f/Hz
2700
2800
Acetaldehyd
Methyl acetaldehydu
Písnička Hänschen klein
P GET ONE 3N ]H H5XFS, H ELO DV "HflENSÖCN KLEIN"
L£-ftJB 5FILE EKtlCO IR H CT
raiMT
FFEGJU FILTR SCANS ĽĽHľTi' fiCBTH PÜ
FĚPDJ FU1
lehlľ
üefrü
ÜE5ET DÍHLĽ IRFRÜ i IRGET i
mam i
IRfiPU i IKHP] i BiflPĚ i D?fiN£ i TRHUC i TRFRŮ i TREET i TRUTH i TR B PH i TRBP1 i TRAPS i TftíNS CTEHP CSPED SLYNT RE50L NNBHD EF OF PF
Feapo
FĚ3F1 Ti TZ TT3 T4
REFU. TT13F *E K3 VB
L3:H5:£9.34
HHN5 HHN5 NBN
Z04B Z04B 90UB.3B Hl «DB Hl
1
D
Ü.2275 iuc 2.7232 íbc JD
LUD ucŕĹ
]H
5ÚB.LID HHi 1GÜ2BÜ.BÜ Hi 13C
LĽ5.ť5 HHi J2795S.QO Hi 511
50. D ufíľO 5B
D
1H
50B.0B HHi JĚ2410.B0 Hi 5J1
50. D u sto
3B
D
24.1 r
CfiK
11 Hi
■í. 39 Hi B
B.1B Hi
B.OB Hi
S4B Op
Li den o.oo lea
B.OB B.OB 3B.0B LOB.OB
B.OB p [in WZ 4ZĽ3Z Hl ■6Tfi.S3 Hl
□.□DL]
ID 1H spektrum proteinu
600000
500000 \-
400000 \-
-100000 '-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-'—
12.0 11.0 10.0 9.0 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 -1.0
5(1H)/ppm
2D 1H-15N korelační spektrum (HSQC) proteinu
10
o
E
Q_
CÍ-
LO
to
t * *****
i i i i i i i i i i i
10 5 0
S(1H)/ppm
srovnání ID and 2D spekter proteinu
amidická oblast 2D 1H-lbN korelačního spektra (HSQC) proteinu
Strategie prirazení signálů (frekvencí) jader pátere jednotlivých aminokyselin - experimenty HNCA a HN(CO)CA
informace o vzdálenosti mezi atomy (NOE) 1/r6 —> krátké vzdálenosti
hodně interakcí =
hodně signálů
lepšf rozlišení - výběr signálů + více dimenzí
9.0
8.5
8.0
7.5
0.5H
1.0H
E 1.5H
CL CL
2.0H
2.5H
3.0J
TT
J_I_I_L
C02-15N : 113.721 (ppm)
0
o
9.0
8.5
8.0
t-1-1-r
7.5
7.0
7.0
6.5
J_I_I_I_I_I_I_I_L.
t-1-1-1-1-1-1-1-r
6.5
h0.5
1.0
1.5
h2.0
h2.5
h3.0
C03-1H (ppm)
lepšf rozlišení - výběr signálů + více dimenzí
Postup práce - označení sigálů
Postup práce - asociace signálu s (určitým) atomem v proteinu
Prevod intenzity signálu na informaci o meziatomové vzdálenosti
S
S
ref
'rreŕ
\ r )
(1)
S
ry* ry*
ref
ref
\ S
(2)
Známé vzdálenosti protonů
geminálnr v CH2 skupině H-C-H       0.17 nm
ortho v aromatickém kruhu H-C=C-H 0.25 nm meta v aromatickém kruhu  H-C=CH-C-H 0.42 nm
Výsledek výpočtu - modely struktur
Výsledek výpočtu - modely struktur