蛋白質核磁共振譜學是什麼？
蛋白質核磁共振波譜（通常縮寫為蛋白質 NMR）是結構生物學的一個領域，其中 NMR 波譜用於獲取有關蛋白質、核酸及其複合物的結構和動力學的資訊。該領域由 ETH 的 Richard R. Ernst 和 Kurt Wüthrich、NIH 的 Ad Bax、Marius Clore、Angela Gronenborn 和哈佛大學的 Gerhard Wagner 等人開創。核磁共振波譜法的結構測定通常由幾個階段組成，每個階段都使用一套獨立的高度專業化的技術。準備樣品，進行測量，應用解釋方法，併計算和驗證結構。

核磁共振涉及原子中心（“原子核”）的量子力學特性。這些特性取決於區域性分子環境，它們的測量提供了原子如何化學連線、它們在空間中的距離以及它們相對於彼此移動的速度的地圖。這些特性基本上與更熟悉的磁共振成像 (MRI) 中使用的特性相同，但分子應用使用了稍微不同的方法，適合從毫米（放射科醫生感興趣）到奈米（鍵合原子是通常相隔幾分之一奈米），一百萬倍。這種規模的變化需要更高的檢測靈敏度和長期測量的穩定性。與 MRI 不同，結構生物學研究並不直接生成影象，而是依靠複雜的計算機計算來生成三維分子模型。

目前，大多數樣品都是在水溶液中進行檢查，但正在開發也可用於固體樣品的方法。資料收集依賴於將樣品放置在強大的磁鐵內，透過樣品傳送射頻訊號，並測量這些訊號的吸收。根據蛋白質內原子的環境，單個原子的原子核將吸收不同頻率的無線電訊號。此外，不同原子核的吸收訊號可能會受到相鄰原子核的幹擾。該資訊可用於確定原子核之間的距離。這些距離又可用於確定蛋白質的整體結構。

典型的研究可能涉及兩種蛋白質如何相互作用，可能是為了開發小分子，用於探測相互作用的正常生物學（“化學生物學”）或為藥物用途（藥物開發）提供可能的線索。 ）。通常，相互作用的蛋白質對可能已經透過人類遺傳學研究被鑑定出來，這表明相互作用可能會被不利的突變破壞，或者它們可能在果蠅、酵母等“模型”生物體的正常生物學中發揮關鍵作用、線蟲或小鼠。為了製備樣品，通常使用分子生物學方法透過細菌發酵來進行定量。這還允許改變分子的同位素組成，這是理想的，因為同位素的行為不同，並提供了識別重疊 NMR 訊號的方法。