紅外-拉曼光譜.ppt

《紅外-拉曼光譜.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、紅外、拉曼色譜在蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)測定中的作用拉曼散射光譜的基本概念一束頻率為V0的入射光，照射到氣體液體或透明晶體樣品上，絕大部分可以透過，大約有0.1%的入射光光子與分子發(fā)生碰撞后向各個(gè)方向散射。有一部分散射光發(fā)生了光子與分子之間的能量交換，即非彈性碰撞，散射的頻率不再等于V0，而是Vi，這種散射現(xiàn)象稱為拉曼散射。根據(jù)這個(gè)原理所獲得的散射光譜，稱為拉曼光譜。若入射光與基態(tài)分子相碰撞而發(fā)生拉曼散射，分子從光子那里獲得能量，從振動(dòng)基態(tài)躍遷到振動(dòng)的激發(fā)態(tài)，而散射光子的能量減小，散射光的頻率低于入射光的頻率，這種形式的拉曼散射稱為Stokes輻射，相應(yīng)的光譜線稱為

2、Stokes線。如果與入射光相碰撞的分子是處于振動(dòng)的激發(fā)態(tài)，結(jié)果分子交出能量給光子，散射光子的能量增強(qiáng)，散射光的頻率大于入射光的頻率，這種形式的拉曼散射稱為反-Stokes輻射，相應(yīng)的譜線為反-Stokes線。在振動(dòng)光譜中有九個(gè)譜峰，按波數(shù)遞減的方向命名為酰胺A、B及酰胺I至VII帶，各種酰胺(Amide)頻率：在3000cm-1以上，有酰胺A（3280cm-1）及酰胺B（3090cm-1）；在1700cm-1以下有酰胺Ⅰ（1650cm-1）酰胺Ⅱ(1550cm-1)酰胺Ⅲ(1300～1250cm-1)酰胺Ⅳ(627cm-1)酰胺Ⅴ(725cm-1)酰胺Ⅵ

3、(600cm-1)及酰胺Ⅶ(206cm-1)。拉曼散射光譜的應(yīng)用酰胺A3280cm-1酰胺B3090cm-1酰胺Ⅰ1650cm-1酰胺Ⅱ1550cm-1酰胺Ⅲ1300～1250cm-1C=O伸縮、C—N伸縮和N—H面內(nèi)彎曲振動(dòng)N—H面內(nèi)變形及C—N伸縮振動(dòng)C—H伸縮振動(dòng)振動(dòng)譜帶振動(dòng)波數(shù)歸屬N-H伸縮N-H伸縮（費(fèi)米共振）酰胺Ⅳ627cm-1O=C—N面內(nèi)彎曲振動(dòng)酰胺Ⅴ725cm-1N—H面外彎曲酰胺Ⅵ600cm-1C=O面外彎曲酰胺Ⅶ206cm-1C—N扭曲振動(dòng)振動(dòng)譜帶振動(dòng)波數(shù)歸屬此外，還有可能存在C—CH3伸縮振動(dòng)頻率（910～890cm-1）以及骨架振

4、動(dòng)頻率（500cm-1以下）。酰胺I帶各子峰所對應(yīng)的二級(jí)結(jié)構(gòu)：Table2FT-RamanfrequenciesofproteinamideIbandsandtheirassignmentstodifferentsecondarystructure此外，Lippert等人用已知二級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)（聚-L-賴氨酸）的拉曼光譜得到一組強(qiáng)度參數(shù)，然后用蛋白質(zhì)拉曼光譜的酰胺III和酰胺I′（重水溶液）譜帶強(qiáng)度建立了一組聯(lián)立方程，從而求解蛋白質(zhì)的二級(jí)結(jié)構(gòu)。根據(jù)Lippert等的方法，以聚-L-賴氨酸的三種構(gòu)象為模型，利用四階聯(lián)立方程組：聚-L-賴氨酸三種構(gòu)象的酰胺譜帶

5、（1240，1632，1660）對CH21448cm-1模式的相對強(qiáng)度數(shù)據(jù)水溶液重水溶液124016321660聚-L-賴氨酸，α-螺旋0.000.800.55聚-L-賴氨酸，β-折疊1.200.720.88聚-L-賴氨酸，無序0.600.080.78注：這些數(shù)據(jù)是Lippert等的修正值另外，在多肽和蛋白質(zhì)的拉曼光譜中，譜帶850和830是酪氨酸殘基的對未取代基的有關(guān)振動(dòng)。由于環(huán)的呼吸振動(dòng)和面外彎曲振動(dòng)倍頻之間的費(fèi)米共振，它們總是成雙成對的出現(xiàn)，而且這兩譜帶的強(qiáng)度比可表征酪氨酸殘基所處的環(huán)境，并定量的表示它呈“暴露式”或“埋入式”。0.5Nbury+1.

6、25Nexpo=I850/I830Nbury+Nexpo=1紅外光譜的應(yīng)用蛋白質(zhì)主要表現(xiàn)出九個(gè)吸收譜帶，其中酰胺I（1600～1700cm-1）是C=O伸縮、C—N伸縮和N—H面內(nèi)彎曲振動(dòng)的貢獻(xiàn)，對蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的研究最有價(jià)值，其振動(dòng)頻率受C=O和N—H之間氫鍵的影響，通過這個(gè)可以測定氨基酸鏈的二級(jí)結(jié)構(gòu)。酰胺I帶的歸屬：1650～1658α-螺旋1640～1610β-折疊1700～1660β-轉(zhuǎn)角1650～1640無規(guī)卷曲但是H2O在1640附近的吸收對其造成很大影響，目前可以采用吹掃，差減及氘代等方法消除水的干擾。自然界存在的蛋白質(zhì)是許多種不同構(gòu)象的多縮

7、氨基酸，這樣就會(huì)使蛋白質(zhì)的酰胺I很復(fù)雜，主要是α-螺旋，β鏈和無規(guī)則多肽片段引起的峰重疊。由于這種重疊組分帶的帶寬很大，使人們不可能從測出譜帶中鑒定。酰胺III帶由于信號(hào)較弱，過去很少應(yīng)用于蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)測定，但由于水再次吸收帶沒有吸收峰，解決了嚴(yán)重的水汽干擾，不同二級(jí)結(jié)構(gòu)在III帶的光譜性質(zhì)特征明顯，擬合過程中易于將其分開。尤其對于I帶中因峰重疊而難以區(qū)分的螺旋和無規(guī)則卷曲結(jié)構(gòu)，在III帶中得以明顯的分離。酰胺III帶譜峰歸屬：1330～1290α-螺旋1295～1265β-轉(zhuǎn)角1270～1245無規(guī)卷曲1250～1220β-折疊其中1290～1295，

8、1265～1270及1245～1250三個(gè)區(qū)域?yàn)橄噜彾?jí)結(jié)構(gòu)的交蓋