圓二色譜圖怎么看手性

圓二色譜(簡稱CD)是應(yīng)用最為廣泛的測定蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的方法，是研究稀溶液中蛋白質(zhì)構(gòu)象的一種快速、簡單、較準(zhǔn)確的方法。它可以在溶液狀態(tài)下測定，較接近其生理狀態(tài)。而且測定方法快速簡便，對構(gòu)象變化靈敏，所以它是目前研究蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的主要手段之一，并已廣泛應(yīng)用于蛋白質(zhì)的構(gòu)象研究中。

什么是圓二色譜？

當(dāng)平面偏振光通過具有旋光活性的介質(zhì)時(shí)，可發(fā)生偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生左旋偏振光或右旋偏振光，且同一種旋光活性分子的兩種構(gòu)型對左旋和右旋圓偏振光的吸收系數(shù)(ε)不同（即εL≠εR），稱為圓二色性。

如果以吸收系數(shù)之差Δε=εL- εR為縱坐標(biāo)作圖，平面偏振光的波長λ為橫坐標(biāo)，得到的圖譜即是圓二色譜，簡稱CD。

CD譜因其干擾少、容易測定而廣泛用于測試手性小分子的絕對構(gòu)型、大分子蛋白質(zhì)和核酸的構(gòu)象變化。

通常小分子化合物是測定光學(xué)活性物質(zhì)（待測物）在圓偏振光下的Cotton效應(yīng)，根據(jù)Cotton效應(yīng)的符號獲得化合物發(fā)色團(tuán)周圍環(huán)境的立體化學(xué)信息，并與一個(gè)絕對構(gòu)型已知、且結(jié)構(gòu)類似的化合物的Cotton效應(yīng)相比較，或者借助計(jì)算化學(xué)的方法，對比實(shí)驗(yàn)測值和理論計(jì)算值，即可能推導(dǎo)出待測物的絕對構(gòu)型。而大分子的立體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，CD譜難以直接獲得一級結(jié)構(gòu)的構(gòu)型，通常反映的是其二級或多級結(jié)構(gòu)的構(gòu)象信息。

CD法測定大分子的構(gòu)型的部分經(jīng)驗(yàn)

1、蛋白質(zhì)的CD圖譜分析

蛋白質(zhì)是由氨基酸通過肽鍵連接而形成的多級結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)中的肽鍵、芳香氨基酸殘基、二硫橋鍵皆為光學(xué)活性基團(tuán)，此外，蛋白質(zhì)的二級、三級結(jié)構(gòu)不同，其光學(xué)活性也受到影響。上述現(xiàn)象稱為蛋白的圓二色性，在CD譜中遵循著一定的規(guī)律。

蛋白質(zhì)的圓二色譜一般分為兩個(gè)波長范圍：遠(yuǎn)紫外圓二色光譜和近紫外圓二色光譜。

(1) 185～245 nm為遠(yuǎn)紫外圓二色光譜，該區(qū)域是肽鍵的吸收峰波長，反映了生物大分子主鏈的構(gòu)象信息（見圖1）。α-螺旋結(jié)構(gòu)在222nm、208nm處呈雙負(fù)峰形，在190nm附近有一正峰；β-折疊在217-218nm處有一負(fù)峰，在195-198nm處有一強(qiáng)的正峰；無規(guī)卷曲構(gòu)象在198nm附近有一負(fù)峰，在220nm附近有一小而寬的正峰。采用蛋白質(zhì)的遠(yuǎn)紫外CD光譜（208和222 nm）處的負(fù)波峰的增減，可估計(jì)蛋白的α-螺旋、β-折疊含量的變化。

(2) 245～320 nm為近紫外圓二色光譜：該區(qū)主要與側(cè)鏈生色基團(tuán)有關(guān)。如在250～260 nm為二硫鍵的吸收峰；在230～370nm為Trp、Tyr和Phe殘基吸收峰。

2、核酸的CD圖譜分析

核酸是核苷酸單體聚合組成的極長的線狀聚合物，由五碳糖、磷酸骨架和含氮堿基組成，并形成單螺旋或雙螺旋結(jié)構(gòu)。雙螺旋結(jié)構(gòu)又具有A、B和Z等構(gòu)型，以B構(gòu)型最為常見。

核酸的CD信號主要由不對稱的主鏈上的核糖分子及螺旋結(jié)構(gòu)產(chǎn)生，其堿基和糖的類型、螺旋結(jié)構(gòu)都會影響譜圖特征，這就是CD譜用于研究DNA/RNA構(gòu)象的基礎(chǔ)。如標(biāo)準(zhǔn)的B型DNA的CD譜在280nm有的正峰，在245nm為一負(fù)峰，該Cotton效應(yīng)是由堆積的堿基電子躍遷偶極矩的偶合產(chǎn)生。

由于核酸的實(shí)際測定值和理論計(jì)算的影響因素復(fù)雜多樣，核酸的CD譜一般只作為給定核酸二級結(jié)構(gòu)的經(jīng)驗(yàn)性識別，但可做為監(jiān)測DNA/RNA的結(jié)構(gòu)改變的重要工具，如分析小分子化合物與DNA相互作用的方式、新藥研究中輔助篩選的工具等。

3、多糖的CD圖譜分析

多糖是由醛糖或酮糖通過脫水形成糖苷鍵，并以糖苷鍵線性或分支連接而成的鏈狀聚合物，其高級結(jié)構(gòu)（二、三、四級）是通過非共價(jià)鍵形式在多糖主鏈間形成的有規(guī)則構(gòu)象。多糖中生色基的種類、空間取向、糖苷鍵鏈接方式、多糖空間構(gòu)象決定了多糖CD譜的多樣復(fù)雜性。

多糖類化合物的圓二色譜測定分成兩種：

一是200nm以下的真空圓二色譜，需要選用特定的溶劑,以降低溶劑對光吸收的影響，該區(qū)域反映了多糖的鏈接方式和空間構(gòu)象。

二是200nm以上的誘導(dǎo)圓二色譜，適用于含有π電子功能基的糖類，或者需進(jìn)行多糖衍生化后測定。

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