导读：近日，中国科学院青岛生物能源与过程研究所仿真模拟团队负责人姚礼山研究员与美国国立健康中心Ad Bax研究小组合作，在《美国化学会志》（JACS）上发表了一篇关于蛋白质主链酰胺基上质子的化学位移各项异性张量的研究文章。
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J.AM.CHEM.SOC. doi：10.1021/ja103629e.
The Impact of Hydrogen Bonding on Amide 1H Chemical Shift
Anisotropy Studied by Cross-Correlated Relaxation and Liquid Crystal NMR Spectroscopy
Lishan Yao, Alexander Grishaev, Gabriel Cornilescu, and Ad Bax
近日，中国科学院青岛生物能源与过程研究所仿真模拟团队负责人姚礼山研究员与美国国立健康中心Ad Bax研究小组合作，在《美国化学会志》（JACS）上发表了一篇关于蛋白质主链酰胺基上质子的化学位移各项异性张量的研究文章。
该研究以蛋白质GB3为研究对象，测量了大量的残余化学位移和化学位移各项异性/偶极-偶极交叉弛豫数据。通过模型拟合，研究首次确定出了酰胺基质子的化学位移各项异性张量而无需引入人为的假设——即该张量是相对于肽平面对称。
实验结果表明，不同酰胺基质子的化学位移各项异性张量有较大差异。进一步的密度泛函量子力学计算表明，该差异主要是由酰胺基质子和其他基团形成氢键强弱不同造成的。文章提出一个经验公式用来描述氢键和该张量的关系，并达到较好的效果。该研究还发现，不同的酰胺基质子TROSY效应差别很大，平均大约1200兆赫兹的磁场会产生最窄的线宽。
该研究为更好地理解酰胺基质子的化学位移各项异性张量奠定了基础。研究中发展和使用的一些先进技术方法对其他相关研究也有借鉴意义。（生物谷Bioon.com）
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Site-specific 1H chemical shift anisotropy (CSA) tensors have been derived for the well-ordered backbone amide moieties in the B3 domain of protein G (GB3). Experimental input data include residual chemical shift anisotropy (RCSA), measured in six mutants that align differently relative to the static magnetic field when dissolved in a liquid crystalline Pf1 suspension, and cross-correlated relaxation rates between the 1HN CSA tensor and either the 1H-15N, the 1H-13C′, or the 1H-13CR dipolar interactions. Analyses with the assumption that the 1HN CSA tensor is symmetric with respect to the peptide plane (three-parameter fit) or without this premise (five-parameter fit) yield very similar results, confirming the robustness of the experimental input data, and that, to a good approximation, one of the principal components orients orthogonal to the peptide plane. 1HN CSA tensors are found to deviate strongly from axial symmetry, with the most shielded tensor component roughly parallel to the N-H vector, and the least shielded component orthogonal to the peptide plane. DFT calculations on pairs of N-methyl acetamide and acetamide in H-bonded geometries taken from the GB3 X-ray structure correlate with experimental data and indicate that H-bonding effects dominate variations in the 1HN CSA. Using experimentally derived 1HN CSA tensors, the optimal relaxation interference effect needed for narrowest 1HN TROSY line widths is found at ～1200 MHz.
