Hatalı NMR Yapı Tayinlerine Son
Uyarlanmış bir protein NMR tekniği, daha sonra yanlış olduğu anlaşılan kompleks molekül yapı tayinlerinin sonu anlamına geliyor olabilir.
Nükleer Manyetik Rezonans (NMR) spektroskopi, X-ışını kristalografisi için uygun kristalleri bulundurmayan moleküllerin yapı analizi için belki de en kullanışlı tekniktir. Fakat, özellikle kompleks moleküller için, yanlış yapı analizlerine sebep olduğu bilinmektedir. ABD ve Hollanda’daki akademik ortaklarla beraber Merck&Co’dan araştırmacılar, önerilen bir yapının doğru olup olmadığını kontrol etmek için ya da olabilecek bir kaç yapıdan doğru olanı seçmek için daha çok biyolojik çalışmalarda kullanılan bir metot uyarladı.
NMR, molekülleri bir manyetik alana yerleştirme prensibiyle çalışır ve onların radyo frekansı absorpsiyon spektrumlarını ölçer.-Her hidrojen çekirdeğini çevirmek için gerekli frekans, örneğin paralelden (alana hizalı) antiparalel duruma- Bu, her bir çekirdeğin kimyasal çevresinin çıkarımını yapmak ve moleküler yapısını çözmek için kullanılabilir. Pratikte, büyük moleküllerin yapıları doğru çözümleme açısından yanıltıcı olabilir. Çünkü farklı atomlar benzer kimyasal çevrelerde bulunabilir ve bu nedenle benzer kimyasal kaymaları olur bu da kesin tayinleri zor veya imkansız hale getirir.
Yizhou Liu’nun Yapısal Açıklama Grubu’nun liderlik ettiği ekip bu konuyla ilgili bir yol önermiş olabilir. İlgili molekülleri kısıtlanmış polimer jel ile birleştirerek –gerilmiş veya sıkıştırılmış- bilgi için iki farklı kaynak daha elde edilebileceğini gösterdi.(Jelin porlarındaki moleküller kısıtlayıcı yönde dizilir) İlk olarak ilave dipolar eşleşmeler (RDCs): Tipik olarak hidrojen çekirdeği ve ona bağlı karbon atomu arasındaki eşleşmeler. Bunlar hesaplanabilir şekilde karbon-hidrojen bağları arasındaki açılarla ve manyetik alana uygulanışlarıyla farklılık gösterir. İkinci olarak ilave kimyasal kayma anizotropi*(RCSA): Liu şöyle açıklıyor: “Genelde, geometriyi veya kimyasal bağları belirlerken elektronlar çekirdek etrafında aynı oranda dağılmış halde bulunmaz. Kimyasal kayma alan-yönlenmeye bağlıdır. Sıvılarda, kimyasal kayma, hızlı ve rastgele bir molekül dönüşü sırasında ortalama izotropik bir değerdedir. Molekül kısmen jelde dizildiğinde, bazı yönlenmeler diğerlerinden daha olasıdır ve ortalama kimyasal kayma tercih edilen yönde karşılık gelen değerlere doğru hareket eder. Bu nedenle gözlenen kimyasal kaymada değişiklik olur.“
Hem RDCs hem de RCSA her olası yapı için hesaplanabilir ve deneysel sonuçlarla karşılaştırılabilir. Merck ekibinin bir başka üyesi Gary Martin şu şekilde bir açıklama yapıyor: “Eğer hesaplanan ile deneysel verileri karşılaştırırsanız doğru yapıyı elde edersiniz. RDCs ve RCSA’lar deneysel verilerle uyumlu olacaktır ve nispeten daha düz bir çizgi elde edersiniz. Eğer verileriniz dağınık haldeyse, yapınızın bazı özellikleri yanlış veya problemlidir.”
Araştırmacılar, yapıları son zamanlarda revize edilmiş çeşitli molekülleri inceledi –kriptospiroplepin, akuatolid ve bir spiroketal molekülün yeniden düzenlenmesi ile elde edilen ürünler- Her bir durumda çeşitli önerilen yapılar için teorik RDC ve RCSA değerlerine hesaplamak adına yoğunluk fonksiyonel teori ve bilgisayar destekli yapısal açıklama yazılımının kombinasyonunu kullandılar. Daha sonra deneysel testler yürüttüler, teorik ve deneysel değerleri karşılaştırarak doğru yapıyı belirleyebildiler. Martin akuatolid yapısının daha önce yanlış belirlendiğini ve çözülmesinin yıllar aldığını belirtti. 60 farklı olası yapı için hesaplamalı analizler, X-ışınları kristalografisi ve sonunda sentez. Martin aynı zamanda, “RCSA ve RDC verilerini kullanarak, yaklaşık bir hafta içinde birkaç miligram hatta bir miligram bileşikle aynı yere varabiliriz.” Dedi.
Maryland’deki Ulusal Diyabet ve Sindirim ve Böbrek hastalıkları Enstitüsü, Ad Bax, “Burada gösterilen teknikler önemli ölçüde protein NMR’da kullanılıyor. Araştırma büyük olasılıkla organik kimya cemiyeti için ufuk açıcı bir gelişme olacak.” Diye belirtti ve şu şekilde açıkladı, “Aslında onlar farklı bir soruna hitap ediyor. Onlar, molekülün ne olduğunu sorguluyor (protein NMR’da). Biz tipik olarak gen diziliminden molekülün ne olduğunu biliyoruz.”
Kimyasal kayma anizotropi*: İzotropik ve anizotropik durumlar arasındaki kimyasal kayma farkı.
Kaynak : chemistryworld.com
