核磁共振技术在大豆蛋白研究中应用

核磁共振技术

核磁共振技术在大豆蛋白研究中应用

黄友如，裘爱泳，华欲飞（江南大学食品学院，无锡２１４０３６）

摘要：该文简要介绍核磁共振技术及其在大豆蛋白研究中应用，主要阑述利用核磁共振技术进行大豆蛋白结合水研究和大豆蛋白分子结构及动力学方面研究。关键词：大豆蛋白；核磁共振；结合水

Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆ

ＮＭＲ

ｉｎＳｏｙｂｅａｎＰｒｏｔｅｉｎＲｅｓｅａｒｃｈ

ＨＵＡＮＧＹｏｕ—ｒｎ，ＱＩＵＡｉ－ｙｏｎｇ，ＨＵＡＹｕ－ｆｅｉ

ｆｓｃｂｏｏｌｏｆＦｏｏｄＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｅｒｎＹａｎｇｔｚｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２１４０３６Ｗｕｘｉ，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｗｅｒｅｖｉｅｗｅｄｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｎｕｃｌｅａｒｍａｇｎｅｔｉｃｒｅｓｏｎａｎｃｅ

ａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ

ｉｎｓｏｙｂｅａｎｐｒｏｔｅｉｎｓ．Ａｍｏｎｇｔｈｅｓｅｗｅｐｒｏｖｉｄｅｄｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｏｎ

ｂｏｕｎｄｗａｔｅｒａｓｓｏｃｉａｔｅｄｗｉｔｈｓｏｙ—

ｂｅａｎＤｒｏｔｅｉｎｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｎｕｃｌｅａｒｍａｇｎｅｔｉｃ

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文献标识码：Ａ文章编号：１００８－－－９５７８（２００４）０２－－－００１９－－０３步得到认同。

和质谱、红外光谱、紫外光谱一起齐称有机分析四由于ＮＭＲ能研究接近生理状态的溶液结构及其ｍａｇｎｅｔｉｃｒｅｓｏｎａｎｃｅ，ＮＭＲ）动力学行为，目前ＮＭＰ结构测定已成为不可或缺的生物大分子结构测定技术。至２００２年１１月５日，生物大分子结构数据库ＰＤＢ库中已有２９６９套由ＮＭＲ测定的溶液三维结构坐标，约占总数１５％。与ｘ射线单晶核磁共振现象首先由Ｂｌｏｃｈ和Ｐｕｒｃｅｌｌ于１９４６年晶体衍射相比，ＮＭＲ一般只集中于研究相对较小蛋白质分子，分子质量一般小于３０ｋｕ。然而最近进展极大地拓宽ＮＭＲ研究范围，ＴＲＯＳＹ（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ

ｒｅｌａｘａ—

ｔｉｏｎ－ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ

ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）技术把ＮＭＲ研究范围

扩大到１００ｋｕ，而ＣＲＩＮＥＰＴ（ｃｒｏｓｓ－ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄｒｅｌａｘａ．

已开始试图用ＮＭＲ研究生物大分子性质。从那时ｔｉｏｎ—ｅｎｈａｎｃｅｄｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ

ｔｒａｎｓｆｅｒ）则进一步把ＮＭＲ

研究范围扩大到９００

ｋｕＣ４）。

１大豆蛋白结合水研究

ＮＭＲ测定蛋白质结构方法包括四大基本要众所周知，水在食品的稳定性和可接受性方面扮演着一个极为重要的角色［５】。蛋白质和水的相互作用ｅｆｆｅｃｔ）距离测定；（２）核磁谱峰序列专一性

因其在生物系统中重要角色历年来被人们的研究所归属；（３）ＮＭＲ结构计算及结构评价；（４）数据收集的重视。近年来大豆蛋白作为食品的组成成分，其重要性日趋明显，它在食品系统中表现与水合性质密切相早在１９７６～１９８０年期间，Ｗｉｉｔｈｒｉｃｈ及其同事已关。核磁共振弛豫作为一种非破坏性技术，可提供有关结合水含量及其流动性信息，同时也能提供各种各样分子间相互作用程度信息［６】。

早在１９７６年，ＬｅｕｎｇＣ５）等就对一些多聚体如纤维素、玉米淀粉、果胶、酪蛋白和褐藻酸钠等，通过质ＮＭＲ谱应用于蛋白质结构测定，随后完成几子一脉冲ＮＭＲ技术成功研究与多聚体结合的水的物理状态和结合水能为。

利用ＮＭＲ技术测定水分有三种方法…：（Ｉ）宽线ＮＭＲ（ＲＷＬ－－ＮＭＲ）法：（２）脉冲低分辨ＮＭＲ

１—１７

万　万方数据

方数据中圈分类号：ＴＱ６４５．９＋９０前言

大谱的核磁共振（Ｎｕｃｌｅａｒ波谱，在我国已有４０多年发展历史，由于它严密理论基础和广泛应用范围，现已成为有机分析领域里鉴定有机化合物结构不可多得一种重要分析手段…。

观测到（１９５２年诺贝尔物理学奖），随后Ｅｒｎｓｔ将Ｆｏｕ－ｒｉｅｒ变换方法应用于ＮＭＲ，代替以往的连续波方法，使ＮＭＲ方法灵敏度极大提高，并在此基础上发展二维核磁技术。由于核磁灵敏度及分辨率提高，科学家起，高分辨ＮＭＲ就成为一种研究生物大分子的溶液结构、动力学及分子相互作用的最重要研究工具ｃ：］。

素［３）：（１）结构测定的主要ＮＭＲ参数ＮＯＥ（ｎｕｃｌｅａｒ

ｏｖｅｒｈａｕｓｅｒ

多维ＮＭＲ技术。

发展测量ＮＯＥ技术、蛋白质序列共振归属策略及核磁结构计算算法。在此期间，他们还与Ｅｒｎｓｔ一起对二维核磁在生物大分子中应用作出贡献，并记录第一张二维ＮＯＥ谱。１９８１年Ｗ／ｉｔｈｒｉｃｈ研究小组开始把二维１Ｈ种小肽结构共振峰归属，并于１９８４年首次完成第一个蛋白质（牛精浆蛋白酶抑制剂，ＢＵＳＩⅡＡ）ＮＭＲ原子分辨率结构测定［３），此后，ＮＭＲ结构测定方法逐收稿日期：２００３－１

核磁共振技术

ｆＰＬＲ－－ＮＭＲ）法；（３）脉冲傅立叶变换ＮＭＲ（ＰＦＴ—ＮＭＲ）法。体系中的水，如果不存在快速交换或其信号又不与其它信号重叠，则一般经过傅立叶变换后即可直接测量样品溶液中水峰信号的积分值，并同一适当的标准信号对照，求出水分含量。

食品中水至少可分为两大类：一类称自由水（Ｆｒｅｅｗａｔｅｒ）；另一类称结合水（Ｂｏｕｎｄｗａｔｅｒ）。测定食品中的水可以采取许多经典方法，但ＮＭＲ不失为当今一种有效方法，因为它不破坏样品，在较短时间内可直接测定出食品中水的含量和存在状态。

Ｔａｎｔｅｅｒａｔａｒｍ等［７】通过应用蒸汽吸附等温线和质子一脉冲ＮＭＲ技术研究冷冻干燥７ｓ和１ｌｓ大豆蛋白的结合水。在水分活度（ａｗ）０．１－－０．９７整个范围内，７ｓ蛋白的水结合能力优于１１Ｓ蛋白；无论蛋白是否经过热处理，其吸附能力均没有明显差异。等温线显示双相的线性关系，因而能区分两种状态的结合水，即聚合水和毛细管水。ＮＭＲ数据结合等温线数据研究表明，聚合水ＮＭＲ流动性不及毛细管水；但在毛细管水区域高流动性与高水分含量没有关系。在三种可用于水分子性质ＮＭＲ研究的核中（如１Ｈ，：Ｈ和”Ｏ），”Ｏ—ＮＭＲ弛豫不如交叉弛豫和化学交换那么复杂．因而可为探测蛋白质水合提供最为直接方法。由于结合位点的不对称静电相互作用及结合水的有效旋转相关时间较长，因而大分子结合水”Ｏ—ＮＭＲ弛豫速率增加。另一方面，在结合位点水分子重定向及结合水和自由水的快速交换，都会造成”Ｏ－ＮＭＲ弛豫速率降低。

Ｋａｋａｌｉｓ等㈤利用”ｏ＿ＮＭＲ在５４．２ＭＨｚ，２１℃条件下，通过测定横向和纵向弛豫时间定量分析一种市售大豆分离蛋白 …… 此处隐藏：5936字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……