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系統識別號 U0002-3107200809054400
中文論文名稱 利用1H NMR和限制分子動力模擬研究hNPY[21-31]的螺旋結構之摺疊
英文論文名稱 Folding of the helical structure of hNPY[21-31 by 1H NMR and restrained molecular dynamics.
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 化學學系碩士班
系所名稱(英) Department of Chemistry
學年度 96
學期 2
出版年 97
研究生中文姓名 游達
研究生英文姓名 Ta Yu
學號 695161132
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2008-07-09
論文頁數 75頁
口試委員 指導教授-李長欣
委員-徐駿森
委員-吳俊弘
中文關鍵字 核磁共振  神經胜肽  固相胜肽合成. 
英文關鍵字 2D NMR  NPY  SPPS. 
學科別分類 學科別自然科學化學
中文摘要 人類神經胜肽Y(Human Neuropeptide Y, hNPY)在水溶液中具有α-helix結構,在nM濃度下為單體,mM濃度時則為雙體。hNPY與receptor作用時,則必須先以單體的結構與細胞膜結合,並在膜上以擴散作用至receptor而產生生理作用。
固相胜肽合成法(Solid Phase Peptide Synthesis)合成hNPY片段(hNPY[21-31]) [YSALRHYINLI],經由高效能液相層析儀純化,質譜儀確認分子量,最後以二維核磁共振(two-dimensional NMR)的光譜: TOCSY、NOESY、[1H, 13C]-HSQC之光譜判定與光譜循序判定得到化學位移與限制條件。由DOSY實驗得知分子擴散係數,經公式計算得知hNPY[21-31]部份為雙體的結構。

最後經由Xplor-nih計算軟體算出得知結構,hNPY[21-31]在285K的狀態下產生螺旋結構的序列在23-29;310K之下則為24-29。經由模擬焠熄實驗之後得到的結果加以堆疊出285K、310K主幹RMSD分別為0.86、1.89。
英文摘要 A part of conformation of human Neuropeptide Y (hNPY) in solution is α-helix. It's monomer in low concentration (nM) and dimer in high concentration (mM). It has to binding with cell membrane in monomer and diffuse to receptor before binding with receptor. hNPY[21-31] was synthesizd by solid phase peptide synthesis (SPPS ) and purified by HPLC. We checked the molecular weight of peptide by ESI-MASS. We used 2-D NMR and got chemical shifts and NMR restraints by TOCSY, NOESY and HSQC. By DOSY and calculation of diffusion coefficients, we found that there were dimmer in part of hNPY[21-31].
Finally, we got structures by XPLOR-NIH and found that there were resides 23-29 to form helix in 285K and resides 24-29 to form in 310K. RMSD were 0.86 in 285K and 1.89 in 310K by calculating molecular-dynamics refinements.
論文目次 目錄
第一章 緒論 1
1.1 NPY家族 1
1.2 NPY在水溶液與膜微脂粒中結構變化 1
1.3 以NMR研究蛋白質 4
1.4 XPLOR-NIH簡介 5
1.5 研究目的 6
第二章 論文原理 7
2.1 TOCSY(total correlation spectroscopy)實驗 7
2.2 NOESY(nuclear overhauser effect spectroscopy)實驗 8
2.3 光譜判定 8
2.4 化學位移 10
2.5 限制條件 13
2.6 利用NMR求得限制條件 14
2.7 以NOE的型態來判斷結構 15
2.8 脈衝梯度磁場核磁共振 16
2.9 XPLOR 原理 18
第三章 實驗材料與方法 20
第四章 結果與討論 30
第五章 結論 72
第六章 參考資料 73

圖片索引
圖1.1
NPY家族序列與結構圖示。 3
圖1.2
左為PP,右為NPY之三級結構圖。3
圖1.3
NPY雙體結構。3
圖1.4
NPY單體與micelle結合之模擬焠熄的主幹結構堆疊圖。4
圖1.5
NPY與micelle結合圖示。4
圖2.1
Lysine於TOCSY圖譜中背骨胺基質子與各質子關聯圖。7
圖2.2
循序判定之圖示。9
圖2.3
由 NOE 限制找出分子的三度空間結構之關係圖。10
圖2.4
常用的雙面角限制條件有定義。14
圖2.5
品分子在溶液中做布朗運動圖。17
圖3.1
HPLC純化之光譜。22
圖3.2
ESI+-Mass測得之hNPY[21-31]分子量為1362。23
圖3.3
結構計算的程序簡圖。29
圖4.1
hNPY[21-31] 285K 之TOCSY 光譜。各個殘基上的質子對映到N H與之間的交叉峰訊號。38
圖4.2hNPY[21-31] 285K 之TOCSY 芳香環區域。39
圖4.3
hNPY[21-31] 285K NOESY光譜之dαN(i,i+1)循序判定。40
圖4.4
hNPY[21-31] 285K NOESY光譜之dβN(i,i+1)循序判定。41
圖4.5
hNPY[21-31] 285K NOESY光譜之dNN(i,i+1)循序判定。42
圖4.6
hNPY[21-31] 285K NOESY光譜之dαN(i,i+2)非循序判定。43
圖4.7
hNPY[21-31] 285K NOESY光譜之dαN(i,i+3)、dαN (i,i+4)非循序判定。44
圖4.8
hNPY[21-31] 285K NOESY光譜之side chain的訊號。45
圖4.9
hNPY[21-31] 285K 之C13- HSQC光譜。46
圖4.10
hNPY[21-31] 285K 之C13- HSQC光譜。47
圖4.11
hNPY[21-31] 285K 之C13- HSQC光譜。48
圖4.12
hNPY[21-31] 285K 之C13- HSQC光譜。49
圖4.13
hNPY[21-31] 285K經過模擬焠熄的實驗得到20個主幹結構之堆疊50
圖4.14
hNPY[21-31] 285K的3D圖示。50
圖4.15
hNPY[21-31]285K之Ramachandran plot。51
圖4.16
hNPY[21-31] 310K 之TOCSY 光譜。各個殘基上的質子對映到N H與之間的交叉峰訊號。52
圖4.17
hNPY[21-31] 310K 之TOCSY 芳香環區域。53
圖4.18
hNPY[21-31] 310K NOESY光譜之dαN(i,i+1)循序判定。54
圖4.19
hNPY[21-31] 310K NOESY光譜之dβN(i,i+1)循序判定。55
圖4.20
hNPY[21-31] 310K NOESY光譜之dαN(i,i+2)、dαN(i,i+3)非循序判定。56
圖4.21
hNPY[21-31] 310K NOESY光譜之dNN(i,i+1)循序判定。57
圖4.22
hNPY[21-31] 310K NOESY光譜之side chain的訊號。58
圖4.23
hNPY[21-31] 310K經過模擬焠熄的實驗得到20個主幹結構之堆疊圖。59
圖4.24
hNPY[21-31] 310K的3D圖示。59
圖4.25
hNPY[21-31] 310K之Ramachandran plot。60
圖4.26
各溫度下DOSY光譜之疊圖。61
圖4.27
hNPY[21-31] 285K 沒有side chain NOEs的3D結構。62
圖4.28
hNPY[21-31] 310K 沒有side chain NOEs的3D結構。62
圖4.29
hNPY[21-31] 形成反平行之雙體結構的意示圖。63
表格索引
表2.1
二十種共同胺基酸於無序纏捲時的質子化學位移表。12
表2.2
二級結構的NOE模式圖。16
表2.3
NPY文獻回顧。19
表3.1
HPLC純化之梯度。22
表4.1
hNPY[21-31]在50%TFE 285K下的NOE。64
表4.2
hNPY[21-31]在50%TFE 310K下的NOE。65
表4.3
hNPY[21-31] in 50%在 285K 之下各質子的化學位移。66
表4.4
hNPY[21-31] in 50%在 310K 之下各質子的化學位移。67
表4.5
hNPY[21-31]285K 50%TFE水溶液之13C化學位移。68
表4.6
hNPY[21-31]在50%TFE、285K的Hα化學位移差。69
表4.7
hNPY[21-31]在50%TFE、310K的Hα化學位移差。69
表4.8
hNPY[21-31]在50%TFE、285K的Cα化學位移差。70
表4.9
hNPY[21-31]之溫度係數表。70
表4.10
不通溫度之下,由DOSY光譜所測量出的擴散係數。71
表4.11
不同的溫度之下依擴散係數所計算出的分子量與理論分子量的比值。71
表4.12
hNPY[21-31]在285K、310K之下能量、限制條件、RMSD值統計表。72
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