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魔角旋转固体NMR解析蛋白质结构的相关研究的任务书
任务书
一、研究背景
核磁共振技术在结构生物学中有着广泛应用，特别是在结构解析、结构动态、和分子相互作用等方面。但是，其在高分子复杂体如蛋白质结构的研究中由于缺乏足够的磁强场不断受到技术挑战。随着洛伦兹增强的发展，高场核磁共振（NMR）正在成为理解有机和生物大分子结构和动态的主要工具之一。其中，魔角旋转NMR技术是一种在高场下解析蛋白质结构的强有力手段，已被广泛应用于结构生物学和药物研发中。
二、研究目的
本研究的主要目的是探究魔角旋转NMR技术在解析蛋白质结构的应用方法和相关原理，在具体研究中构建一套可操作的有效方法和技术路线，为高分子复杂体的研究提供一种新的、可行的技术手段。
三、研究内容
1、魔角旋转NMR技术的基本原理和发展历程进行归纳和总结，详细介绍其作为解析蛋白质结构的手段的优势和应用前景；
2、总结魔角旋转NMR数据模拟方法的原理和操作步骤，对蛋白质中的旋转角速度和旋转轴进行计算，探究光学水平魔角旋转NMR技术的理论和原理；
3、蛋白质样品的制备和优选，对不同结构和形态的蛋白质样品进行魔角旋转NMR研究，探究在样品制备和优选中遇到的一些问题，并提出对应的解决方案；
4、通过与X-ray晶体学测定的高分辨率结构进行比较和分析，评估魔角旋转NMR技术在解析蛋白质结构中的准确性和可靠性，并探究其适用性的局限性和不足；
5、在实验操作的基础上，初步探讨魔角旋转NMR技术在解析蛋白质复合物结构中的应用，为具有类似生物分子复合物的新型大分子体系的研究提供新的思路和方法。
四、研究意义
本研究的意义主要体现在以下几个方面：
1、为研究者提供一套可行的魔角旋转NMR技术路线和操作方法，使其能够更好地利用该技术解析蛋白质结构，进一步拓展其在解析蛋白质结构中的应用范围；
2、对不同结构和形态的蛋白质样品进行魔角旋转NMR研究，探究在样品制备和优选中遇到的一些问题，为蛋白质样品的制备和优选提供一些基础理论依据；
3、对魔角旋转NMR技术在解析蛋白质结构中的准确性、可靠性以及局限性和不足进行评估和探究，为其在解析蛋白质结构中更加准确可靠地应用提供一定的参考和建议；
4、初步探讨魔角旋转NMR技术在解析蛋白质复合物结构中的应用，为解析生物分子复合物的研究提供新思路和方法。
五、研究进度安排
第一周：文献阅读和资料收集；
第二周：理论知识的掌握和总结，对魔角旋转NMR技术的相关原理和方法进行分析和理解，初步了解魔角旋转NMR技术在解析蛋白质结构中的应用；
第三周：准备蛋白质样品，学习NMR实验仪器的操作方法；
第四周：进行魔角旋转NMR的实验操作，收集蛋白质NMR谱图，初步分析谱图数据；
第五周：对实验结果进行分析与讨论，为下一步实验提出改进方案；
第六周：继续进行魔角旋转NMR的实验操作和数据收集；
第七周：统计、整理、分析和比对魔角旋转NMR的实验数据，并与X-ray晶体学测定的高分辨率结构进行比较和分析；
第八周：探讨魔角旋转NMR技术在解析蛋白质复合物结构中的应用，撰写结题报告。
六、参考文献
1.Ellison,M.J.;etal.Magic-anglespinningNMRstudiesofproteins.Int.Rev.Phys.Chem.,2001,20,407–452.
2.Hong,M.;etal.Structureanddynamicsofhelicalmembraneproteins:whatcansolid-stateNMRcontribute?ActaBiomaterialia,2009,5,805–816.
3.Takegoshi,K.;etal.13C–1Hdipolar-assistedrotationalresonanceinmagic-anglespinningNMR.Chem.Phys.Lett.,2001,344,631–637.
4.Sprangers,R.;etal.SolutionNMRoflargemolecularweightproteins:Problemsandtechniques.Prog.Nucl.MagneticResonanceSpectr.,2005,46,41–74.
5.Reif,B.Solid-stateNMRspectroscopyofproteinfibrils.AdvancedDrugDeliveryRevi,2012,64(8),923-935.
7.McDermott,A.;etal.StructuralandDynamicBasisofProteinPhosphorylationControloftheSykSignalingMolecule.Chem.Biol.,2008,15,1242-1254.