傅里葉紅外光譜測蛋白二級結構

日期：2025-06-05 06:35

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摘要：紅外光譜是*早用于測定多肽及蛋白質二級結構的手段之一。紅外光譜技術應用于多肽及蛋白質二級結構分析大致經(jīng)歷了定性、半定量和定量研究三個發(fā)展階段。

紅外光譜是*早用于測定多肽及蛋白質二級結構的手段之一。紅外光譜技術應用于多肽及蛋白質二級結構分析大致經(jīng)歷了定性、半定量和定量研究三個發(fā)展階段。

蛋白質的二級結構

蛋白質的二級結構是指蛋白質多肽鏈中本身局部肽段的折疊和盤繞的方式，它們是完整肽鏈構象的結構單元，是研究蛋白質復雜的空間構象的基礎。各類二級結構的形成幾乎都是由于肽鏈骨架中羰基上的氧原子和亞胺基上的氧之間的，α螺旋是*常見的規(guī)則的二級結構，肽鏈主鏈繞假想的中心軸盤繞成螺旋狀，一般都是右手螺旋結構，螺旋靠鏈內氛鍵維持氧鍵所維持；β轉角也是多肽鏈中常見的二級結構，連接蛋白質分子中的二級結構α螺旋和β折疊），使肽鏈走向改變的一種非重復多肽區(qū)，一般含有個2-16個氨基酸殘基；無規(guī)則卷曲（泛指那些不能被歸入明確的二級結構如α螺旋或β折疊的多肽區(qū)段。而事實上，雖然也存在少數(shù)柔性的無序片段，但這些區(qū)段大多數(shù)既不是卷曲，也不是完全無規(guī)的。它們也像其他二級結構那樣是明確而穩(wěn)定的結構，否則蛋白質就不可能形成三維空間上具周期性結構的晶體。

蛋白質紅外光譜

紅外光譜法是利用物質對紅外福射的吸收或發(fā)射紅外光譜的能力，即紅外光譜固有的性質、譜峰位置、形狀和相對強度等對物質進行官能團鑒定和結構分析的方法。高聚物的紅外光譜一般來自其結構重復單元的振動。其中只有酰胺I帶和酰胺III帶振動模式被應用于蛋白質的結構或構象研究，因為酸胺I帶對蛋白質二級結構變化敏感，吸收強度大而成為優(yōu)選。酰胺I帶的C=O伸縮振動及其與N-H彎曲振動、C-N伸縮振動的偶合，因此反映了蛋白質的二級結構。酰胺I帶的伸縮振動頻率取決于C=O和N-H之間的氫鍵性質，即特征振動頻率反映了蛋白質或多肽的特定二級結構。

蛋白質二級結構的相對比例

應用二階導數(shù)譜結合去卷積和曲線擬合等處理方法，可以定量的計算出蛋白質的二級結構。在光譜學中應用導數(shù)技術，可以比較好的從平滑的數(shù)據(jù)中確定重疊峰的數(shù)目和位置。對于平滑的重疊峰，二階導數(shù)的*小值和四階導數(shù)的*大值是很敏銳的，可以很容易判斷其位置。二階導數(shù)譜是紅外光譜中常用的分辨出譜圖中重疊峰的方法。一般地，蛋白質的傅立葉變換紅外光譜酰胺I帶去卷積譜含9到11個子峰，各子峰的峰位可由二階導數(shù)譜確定。利用己知結構的蛋白質可以對各子峰進行歸屬，具體的步驟如下：①選擇已知結構的蛋白質測定其酰胺I帶；②作去卷積變換，并用二階導數(shù)值處理，得到去卷積及二階導數(shù)譜；③確定子峰峰位，并作曲線擬合，求出子峰的面積，找出各結構成分與各子峰的對應關系。

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