紅外光譜是*早用于測定多肽及蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的手段之一。紅外光譜技術(shù)應(yīng)用于多肽及蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)分析大致經(jīng)歷了定性、半定量和定量研究三個發(fā)展階段。

蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)

蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)是指蛋白質(zhì)多肽鏈中本身局部肽段的折疊和盤繞的方式，它們是完整肽鏈構(gòu)象的結(jié)構(gòu)單元，是研究蛋白質(zhì)復(fù)雜的空間構(gòu)象的基礎(chǔ)。各類二級結(jié)構(gòu)的形成幾乎都是由于肽鏈骨架中羰基上的氧原子和亞胺基上的氧之間的，α螺旋是*常見的規(guī)則的二級結(jié)構(gòu)，肽鏈主鏈繞假想的中心軸盤繞成螺旋狀，一般都是右手螺旋結(jié)構(gòu)，螺旋靠鏈內(nèi)氛鍵維持氧鍵所維持；β轉(zhuǎn)角也是多肽鏈中常見的二級結(jié)構(gòu)，連接蛋白質(zhì)分子中的二級結(jié)構(gòu)α螺旋和β折疊），使肽鏈走向改變的一種非重復(fù)多肽區(qū)，一般含有個2-16個氨基酸殘基；無規(guī)則卷曲（泛指那些不能被歸入明確的二級結(jié)構(gòu)如α螺旋或β折疊的多肽區(qū)段。而事實上，雖然也存在少數(shù)柔性的無序片段，但這些區(qū)段大多數(shù)既不是卷曲，也不是完全無規(guī)的。它們也像其他二級結(jié)構(gòu)那樣是明確而穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，否則蛋白質(zhì)就不可能形成三維空間上具周期性結(jié)構(gòu)的晶體。

蛋白質(zhì)紅外光譜

紅外光譜法是利用物質(zhì)對紅外福射的吸收或發(fā)射紅外光譜的能力，即紅外光譜固有的性質(zhì)、譜峰位置、形狀和相對強度等對物質(zhì)進行官能團鑒定和結(jié)構(gòu)分析的方法。高聚物的紅外光譜一般來自其結(jié)構(gòu)重復(fù)單元的振動。其中只有酰胺I帶和酰胺III帶振動模式被應(yīng)用于蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)或構(gòu)象研究，因為酸胺I帶對蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)變化敏感，吸收強度大而成為**。酰胺I帶的C=O伸縮振動及其與N-H彎曲振動、C-N伸縮振動的偶合，因此反映了蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)。酰胺I帶的伸縮振動頻率取決于C=O和N-H之間的氫鍵性質(zhì)，即特征振動頻率反映了蛋白質(zhì)或多肽的特定二級結(jié)構(gòu)。

蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的相對比例

應(yīng)用二階導(dǎo)數(shù)譜結(jié)合去卷積和曲線擬合等處理方法，可以定量的計算出蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)。在光譜學中應(yīng)用導(dǎo)數(shù)技術(shù)，可以比較好的從平滑的數(shù)據(jù)中確定重疊峰的數(shù)目和位置。對于平滑的重疊峰，二階導(dǎo)數(shù)的*小值和四階導(dǎo)數(shù)的*大值是很敏銳的，可以很容易判斷其位置。二階導(dǎo)數(shù)譜是紅外光譜中常用的分辨出譜圖中重疊峰的方法。一般地，蛋白質(zhì)的傅立葉變換紅外光譜酰胺I帶去卷積譜含9到11個子峰，各子峰的峰位可由二階導(dǎo)數(shù)譜確定。利用己知結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)可以對各子峰進行歸屬，具體的步驟如下：①選擇已知結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)測定其酰胺I帶；②作去卷積變換，并用二階導(dǎo)數(shù)值處理，得到去卷積及二階導(dǎo)數(shù)譜；③確定子峰峰位，并作曲線擬合，求出子峰的面積，找出各結(jié)構(gòu)成分與各子峰的對應(yīng)關(guān)系。

CONFOCHECK是一款用于研究水中蛋白質(zhì)的**FTIR系統(tǒng)。其特殊的配置有助于快速進行數(shù)據(jù)采集（每個樣品約30秒），極為友好的軟件界面可滿足高通量樣品的控制。

AquaSpec?用于測量水溶性蛋白質(zhì)或可溶性膜結(jié)合蛋白質(zhì)。使用CONFOCHECK的內(nèi)部校準，在測量后（約30秒）可直接獲得所分析蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)和濃度。

應(yīng)用：

·蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化的測定

·蛋白質(zhì)濃度測定

·生物制藥質(zhì)量控制

·二級結(jié)構(gòu)測定

水溶液中各種物質(zhì)的定量

BioATRCellII是一種微型ATR單元，專為研究水介質(zhì)中蛋白質(zhì)的溫度誘導(dǎo)去折疊、再折疊和變性過程而開發(fā)。

應(yīng)用：

·自動溫度曲線（0-95°C）

·溫度誘導(dǎo)的構(gòu)象變化分析

·脂類相變的測量

·生物制藥質(zhì)量控制

·膜蛋白質(zhì)

·配體結(jié)合、pH變化、鹽誘導(dǎo)的構(gòu)象變化