
【化】 nuclear Overhauser spectroscopy
二維核歐沃豪斯光譜學(Two-Dimensional Nuclear Overhauser Effect Spectroscopy,簡稱2D NOESY)是核磁共振(NMR)技術中的一種關鍵方法,用于解析分子(尤其是生物大分子如蛋白質和核酸)的三維結構及原子間相互作用。其核心是通過檢測核歐沃豪斯效應(NOE)——即空間距離接近(通常小于5 Å)的原子核之間的偶極-偶極交叉弛豫現象,從而獲得原子在空間中的相對位置信息。
"二維"(Two-Dimensional)
指實驗數據在兩個獨立的頻率維度上展開,形成二維譜圖。橫軸和縱軸分别對應不同原子核的化學位移,交叉峰(Cross-peak)表示兩個核之間存在空間鄰近關系。相較于一維譜,二維譜能有效解析信號重疊問題。
"核歐沃豪斯"(Nuclear Overhauser Effect, NOE)
由美國物理學家Albert Overhauser于1953年提出,描述相鄰原子核因空間距離接近而産生的磁化強度轉移現象。NOE強度與核間距的六次方成反比($I propto r^{-6}$),是測定分子構象的核心依據。
"光譜學"(Spectroscopy)
指通過分析電磁波與物質相互作用産生的譜圖,解析分子結構信息的技術體系。NOESY屬于NMR光譜學的分支,通過脈沖序列激發并檢測核自旋的弛豫行為。
生物大分子結構解析
2D NOESY是蛋白質溶液結構測定的金标準技術,通過測量氨基酸殘基間氫原子的NOE信號,構建精确的三維模型。例如,其在解析DNA雙螺旋結構及蛋白質-配體複合物動态構象中發揮關鍵作用。
動力學研究
通過變溫NOESY實驗可觀測分子構象變化速率,揭示折疊/去折疊、酶催化等動态過程。
Cavanagh, J. et al. (2006), Academic Press. (結構生物學應用标準教材)
Neuhaus, D. & Williamson, M. (2000), Journal of Magnetic Resonance, 143(1). (NOE原理綜述)
Bax, A. (1994), Current Opinion in Structural Biology, 4(5). (技術發展綜述)
Biological Magnetic Resonance Bank (BMRB), Entry bmse000300. (實驗參數标準)
二維核歐沃豪斯光譜學的英文翻譯為Nuclear Overhauser Spectroscopy(縮寫為NOESY),其核心含義可通過以下三點解釋:
該技術屬于核磁共振(NMR)光譜學範疇,主要用于通過核歐沃豪斯效應(Nuclear Overhauser Effect, NOE)研究分子内部不同原子核之間的空間距離關系。其"二維"特性指通過兩次射頻脈沖激發,将核自旋的化學位移信息在二維平面上展開,增強信號分辨率。
核歐沃豪斯效應是核自旋之間通過空間(而非化學鍵)傳遞磁化強度的現象,其強弱與核間距的六次方成反比。二維NOESY譜通過交叉峰信號反映這種相互作用,從而推斷分子三維結構中特定原子(如氫原子)的空間接近性。
該技術在生物大分子(如蛋白質、核酸)結構解析中尤為重要,常用于:
補充說明:由于搜索結果權威性較低,建議參考專業NMR教材(如《蛋白質核磁共振波譜學》)或學術數據庫(如ScienceDirect)獲取更詳細的實驗參數與案例。
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