Tesis doctoral de Sergio Gil Caballero
La estructura de esta investigación consta de tres temas principales: (i) el editado de secuencias de pulsos de acuerdo a las características de los diferentes sistemas de spin, (ii) la medición del valor de las constantes de acoplamiento heteronuclear y (iii) el diseño de experimentos que permiten una doble transferencia de magnetización heteronuclear concatenada, hch. en el capítulo del editado de secuencias de pulsos se analiza cómo los diferentes bloques de editado pueden mejorar los experimentos de tipo hsqc. El editado de una secuencia de pulsos es la incorporación de un bloque específico que aumenta la cantidad de información proporcionada por el experimento convencional. Así es posible obtener espectros de correlación heteronuclear hsqc con señales de diferente amplitud de acuerdo a las diferentes propiedades de los mismos. Se puede encontrar una gran variedad de modificaciones para editar una secuencia de pulsos aunque este estudio se ha centrado en tres bloques de editado que facilitan la elucidación estructural en moléculas de tamaño pequeño y mediano. Estos bloques de editado son el editado de estado de spin selectivo (ipap), el editado de multiplicidad heteronuclear (me) y el editado de respuestas directas (de). en concreto, el planteamiento de este trabajo respecto a los experimentos editados convencionales es la combinación entre los diferentes bloques de editado y la espectroscopia de hadamard. Así, en lugar de utilizar una combinación de pulsos selectivos para codificar y decodificar diferentes experimentos selectivos se estudia la utilización de una combinación de diferentes bloques de editado en secuencias de correlación heteronuclear 2d. Esta técnica para obtener espectros separados ya se utiliza para separar las señales de los satélites alfa y beta con la edición del estado de spin de acuerdo a la metodología ipap. Sin embargo, la aplicación a otros tipos de editado o la combinación de varios bloques de editado proporcionaría una nueva forma de obtener información en experimentos de tipo hsqc con el valor añadido de proporcionar nuevos subespectros separando la información y facilitando el análisis espectral. Además, esta nueva utilización de los editados heteronucleares debe proporcionar los nuevos subespectros, con la información ya seleccionada, en el mismo tiempo que las secuencias hsqc convencionales representando una verdadera ventaja para la elucidación y análisis estructural. el estudio de los bloques de editado se ha iniciado con experimentos de correlación protón-nitrógeno hsqc en una muestra de la proteína ubiquitina para mostrar su aplicación en biomoléculas. A continuación se ha estudiado la implementación de la nueva metodología de editado múltiple en experimentos de correlación heteronuclear protón-carbono para el análisis de moléculas de tamaño pequeño y mediano. el segundo tema de estudio ha sido el diseño de un experimento sencillo y universal para la medición de constantes de acoplamiento heteronuclear a larga distancia njxh tanto para sistemas de spin protonados y no protonados. El experimento hsqc-tocsy permite medir con facilidad estas constantes de acoplamiento njxh pero sólo para sistemas protonados. Lamentablemente, debido a una transferencia de magnetización 1jxh + jhh, esta secuencia no funciona en sistemas no protonados o con una constante de acoplamiento homonuclear jhh nula o muy pequeña. por otro lado, los experimentos hsqc y hmbc optimizados para obtener correlaciones heteronucleares de larga distancia tienen el inconveniente de una evolución simultánea de la transferencia heteronuclear njxh y homonuclear jhh produciendo una distorsión y pérdida de sensibilidad en las señales de correlación. La solución actual es la utilización del experimento hsqmbc donde los valores de las constantes njxh se miden directamente desde las señales con patrón en anti-phase produciendo una sobrestimación de los valores de njxh, especialmente en valores pequeños. así la combinación de los bloques que permiten la atenuación de la evolución protón-protón utilizados en la secuencia hsqmbc con la metodología ipap proporciona un nuevo experimento hsqmbc-ipap con el que es posible en análisis las constantes de acoplamiento heteronuclear njch a través del desplazamiento relativo de las señales satélites alfa y beta de una forma similar a los experimentos hsqc-tocsy-ipap. afortunadamente existen diferentes bloques que permiten modular la evolución de la transferencia homonuclear protón-protón permitiendo una transferencia de polarización heteronuclear. La comparación y optimización de diferentes estrategias para implementar una secuencia hsqmbc-ipap obteniendo una diferenciación clara entre ambas señales satélite alfa y beta hsqmbc con el fin de poder medir las constantes de acoplamiento heteronuclear en sistemas protonados y no protonados centra la segunda parte de discusión y resultados. finalmente, el último capítulo de discusión se centra en un nuevo experimento de correlación basado en una doble transferencia de polarización heteronuclear njxh. Los experimentos tocsy y hmbc se utilizan de forma habitual para determinar la conectividad entre diferentes sistemas de spin en moléculas de tamaño pequeño y mediano a abundancia natural. Sin embargo, existen ocasiones en que problemas inherentes a la transferencia escalar jhh no permiten obtener la información necesaria para resolver problemas estructurales. A partir del experimento 2d hch propuesto por parella y espinosa basado en una doble transferencia jch es posible detectar correlaciones de larga distancia entre protones de diferente sistema de spin compensado así la inexistencia de una transferencia jhh. sin embargo, la presencia simultánea de señales de correlación directas y de larga distancia puede dificultar la asignación molecular. Por otro lado, la adquisición de espectros bidimensionales requiere largos tiempos experimentales cuando muchas veces simplemente se requiere resolver una sola correlación. Por estos motivos se ha implementado una nueva secuencia 2d hch selectiva de carbono aumentando la selección de transferencia heteronuclear y facilitando el análisis espectral al disminuir el número de señales presentes en el espectro final. Además, tampoco es necesario la adquisición de un experimento 2d hch al implementar una secuencia 1d hch selectiva de protón permitiendo correlacionar selectivamente cada señal de protón aislada en un experimento rápido y de alta resolución.
Datos académicos de la tesis doctoral «Diseño de nuevas metodologías en rmn basadas en la secuencia de pulsos hsqc«
- Título de la tesis: Diseño de nuevas metodologías en rmn basadas en la secuencia de pulsos hsqc
- Autor: Sergio Gil Caballero
- Universidad: Autónoma de barcelona
- Fecha de lectura de la tesis: 27/09/2011
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Teodor Parella Coll
- Tribunal
- Presidente del tribunal: francesc Sánchez ferrando
- tammo Diercks (vocal)
- (vocal)
- (vocal)