Methods in Enzymology：Biological NMR Part B
作者：A. Joshua Wand（编者）
索书号：Q55/M592/ 2019 / V. 615/Y
ISBN: 978-0-12-816762-5
藏书地点：武大外教中心
核磁共振谱是研究蛋白质动力学的有力工具。传统的蛋白质动力学核磁共振研究主要考察蛋白质主链NH、侧链芳香基团和CH3基团的运动。近年来，NMR方法在表征蛋白质侧链阳离子基团运动方面取得了显著进展。这些核磁共振方法允许研究带正电荷的赖氨酸(Lys)和精氨酸(Arg)侧链及其氢键，以及对蛋白质功能重要的静电相互作用的动力学。结合NMR和MD的研究揭示了通过离子对，特别是涉及Lys侧链的短程静电相互作用的高度动态性质。最近的研究表明，甲基侧链的快速时间尺度运动可能在介导蛋白质活性中发挥重要作用。这些运动已被证明封装了折叠态的剩余构象熵，可能对蛋白质功能的能量学做出潜在贡献。
蛋白质水化是蛋白质稳定性、折叠和功能的一个关键方面，但仍然难以用实验来表征。通过实验室中水合水和蛋白质(NOE)和旋转参考系(ROE)之间的核过度效应，溶液NMR提供了一种蛋白质-水相互作用动力学的现场解析视图。然而，一些人为因素和限制，包括来自大水的污染，潜在地困扰着这一通用方法，以及氢交换继电器磁化对测量NOEs和ROEs的破坏。幸运的是，单个蛋白质分子被包裹在反胶束的水核中克服了这些限制。其主要优点是抑制了氢交换，消除了大量水。本书介绍了NOE和ROE光谱表征的封装蛋白的制备溶液的指南。重点放在理解探测到的NOE强度的贡献，由磁化传递的氢交换。
RNA结构对于理解RNA在细胞过程中的功能和调控至关重要。RNA既可以单独起作用，也可以作为蛋白质复合物的一部分起作用。由于其构象空间和内在动力学的复杂性，分离和蛋白质复合物RNA对结构生物学都是一个挑战。核磁共振能够处理动态结构，是研究RNA构象的最佳技术，尤其是在溶液中。然而，RNA -蛋白质复合物往往非常大，这限制了溶液态核磁共振的应用。
固体核磁共振不受大分子量的限制，可以很好地应用于研究RNA和蛋白质大RNA -蛋白质复合物的蛋白质成分。生物分子的结构研究通常局限于极其有限条件下的体外系统。这些研究产生了宝贵的见解，但这些实验无法捕捉到细胞环境强加的重要结构特征。蛋白质在其自身环境下的结构研究不仅可以使用最先进的灵敏度增强(动态核极化，DNP)固态核磁共振(NMR)技术，而且这些研究还表明，细胞环境可以并确实对蛋白质结构有巨大的影响。
代谢组学的目的是对复杂混合物中的代谢物进行综合鉴定，以表征生物系统的状态并阐明其在生化途径中的作用。对于许多生物样品来说，通过核磁共振谱和质谱(MS)观察到的大量光谱特征都是未知的，即这些特征不属于之前已经识别的代谢物，它们的光谱信息在数据库中是不可用的。通过结合核磁共振、质谱和组合化学信息学，未知元素的分析可以在需要最低限度纯化的复杂混合物中进行。
细胞表面分子对多细胞生物的发育和功能起着重要的作用。虽然有几种方法可用于识别配体-受体对，但以ELISA为基础的方法特别适用于高通量筛选。以ELISA为基础的方法在检测蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)复合物时具有高灵敏度和低假阳性率。在这里，作者提供了一种基于384孔elisa的PPI筛选方案，用于识别新的细胞表面配体-受体相互作用，并考虑通过生物物理方法验证PPI。
《酶学研究方法：生物核磁共振B部分》一书于2019年由ACADEMIC PRESS出版，编者是A. Joshua Wand。
《酶学研究方法：生物核磁共振B部分》一书中，专家研究人员介绍了用于大分子结构与动力学以及代谢组研究的核磁共振方法，讨论的主题主要包括基于核磁共振的蛋白质动力学研究的同伴模拟和建模，核磁共振光谱中蛋白质的反胶束封装，溶液核磁共振技术表征蛋白质水化动力学，用19F NMR表征功能态，Overhauser动态核极化对水合作用动力学的研究，用核磁共振弛豫法表征蛋白质内部动力学和构象熵，表征蛋白质的基本侧链的核磁共振方法，RNA的固态核磁共振谱，DNP辅助的细胞环境中内源性蛋白质核磁共振研究，结合核磁共振、质谱和化学信息学鉴定未知代谢组学混合物，蛋白质-小分子相互作用的水力学，溶解- DNP在核磁共振筛选中的应用。《酶学研究方法：生物核磁共振B部》一书从各个方面讲解了核磁共振方法在生物大分子及代谢组研究中的应用，旨在为想要研究生物大分子结构的研究人员提供专业方法的介绍以及方法技术指导。
《酶学研究方法：生物核磁共振B部》一书作为生物化学专业研究读物，观点新颖独到，内容饱满详实、语言浅显易懂，除此之外，还包括一些其他的特点：
1、本书概述了核磁共振方法在生物大分子及代谢组研究中的应用。概述了核磁共振方法对Lys和Arg侧链的动力学研究，以及如何使用核磁共振(NMR)自旋弛豫方法来描述甲基侧链的运动。本书描述了作者们开发的用来确定RNA的结构固体核磁共振方法，以及细胞环境中内源性水平制备同位素标记蛋白样品的方法以及质量控制方法，以确保此类样品准确模拟细胞环境的重要特征，还描述了SUMMIT MS/NMR方法，包括样品制备、NMR和MS数据收集和处理，以及使用化学信息学工具识别可能的未知数和预测NMR光谱性质。本书还着重介绍了D-DNP用于筛选的基本技术选择。简要回顾了超极化过程，然后描述了通过改变化学位移和弛豫参数来检测结合的核磁共振方法。
2、每个部分都分为很多的小章节，每个章节都是由相关领域的专业人士所撰写，因此，本书讲解既详细又专业，我们能够从中了解到核磁共振方法在生物大分子及代谢组中的研究方法以及最新的技术前沿进展。
总的说来，《酶学研究方法：生物核磁共振B部》一书为想要了解大分子结构与动力学以及代谢组研究的核磁共振方法的研究人员提供了清晰的导读路径，作为生物化学领域的一本前沿研究图书，是一本值得为想要涉足该领域的人员推荐的专业书籍。
本书目录：
撰稿者名单
前言
第1章 基于核磁共振的蛋白质动力学研究的同伴模拟和建模
Kim
A. Sharp
第2章 核磁共振光谱中蛋白质的反胶束封装
Brian
Fuglestad, Bryan S. Marques, Christine Jorge, Nicole E. Kerstetter, Kathleen G.
Valentina, A. Joshua Wand
第3章 溶液核磁共振技术表征蛋白质水化动力学
Christine
Jorge, Bryan S. Marques, Kathleen G. Valentine, A. Joshua Wand
第4章 通过集成描述理解蛋白质功能:用19F NMR表征功能态
Christopher
Di Pietrantonio, Aditya Pandey, Jerome Gould, Advait Hasabnis, Robert Scott
Prosser
第5章 Overhauser动态核极化对水合作用动力学的研究
John
M. Franck, Songi Han
第6章 化学交换
Arthur
G. Palmer, Hans Koss
第7章 用核磁共振弛豫法表征蛋白质内部动力学和构象熵
Matthew
A. Stetz, José A. Caro, Sravya Kotaru, Xuejun Yao, Bryan S. Marques, Katnleen
G. Valentine, A. Joshua Wand
第8章 表征蛋白质的基本侧链的核磁共振方法：静电相互作用，氢键，和构象动力学
Dan
Nguyen, Chuanying Chen, B. Montgomery Pettitt, Junji Iwahara
第9章 RNA的固态核磁共振谱
Alexander
Marchanka, Teresa Carlomagno
第10章 DNP辅助的细胞环境中内源性蛋白质核磁共振研究
Whitney
N. Costello, Yiling Xiao, Kendra K. Frederick
第11章 结合核磁共振、质谱和化学信息学鉴定未知代谢组学混合物
Abigail
Leggett, Cheng Wang, Da-Wei Li, Arpad Somogyi, Lei Bruschweiler-Li, Rafael
Brüschweiler
第12章 STD NMR作为配体筛选和结构研究的技术
Samuel
Walpole, Serena Monaco, Ridvan Nepravishta, Jesus Angulo
第13章 一个ELISA为配体受体发现的筛选平台
Sinem
Ozgul, Sventja von Daake, Sumie Kakehi, Davide Sereni, Natalia Denissova,
Carlie Hanlon, Yuanpeng Janet Huang, John K. Everett, Cuifeng Lin, Gaetano T.
Montelione, Davide Comoletti
第14章 蛋白质-小分子相互作用的水力学
Renjie
Huang, Ivanhoe K.H. Leung
第15章 溶解- DNP在核磁共振筛选中的应用
Yaewon
Kim, Christian Hilty
胡萌欣 武汉大学生命科学学院 博士