手性肽键的偏振偏折：伍迪与远紫外圆二色光谱仪（CD）

1995 年 1月1日 · 0.1 mm 光程远紫外超纯石英比色皿（Far-UV Quartz Cuvette）与压电光弹调制器（PEM）

摘要

罗伯特·伍迪等建立远紫外圆二色光谱解卷积模型，利用手性多肽骨架对左右圆偏振光的吸光度微差，无损快速鉴定蛋白质二级结构比例。

你知道吗？

右手螺旋的基因密码孕育了左倾右斜的手性骨架；左旋光与右旋光在肽键森林中的毫厘之差，在纸上画出了生命二级结构的最优美乐谱。

当化学家合成了一段多肽或纯化出一种新蛋白，在投入昂贵的晶体学或冷冻电镜测试前，最想知道的问题是：它到底折叠成形了吗？是富含优雅的 $lpha$ -螺旋，还是布满平展的 $eta$ -折叠？答案就藏在由罗伯特·伍迪（Robert Woody）等人系统建立的圆二色光谱法（Circular Dichroism, CD）中。

蛋白质骨架上的每一个肽键都是一个发色团，但它们被右手螺旋或折叠链卷曲在三维不对称手性空间中。CD光谱仪利用压电光弹调制器（PEM），以每秒数万次的高频将线偏振光交替斩切为左旋圆偏振光和右旋圆偏振光。在 190 至 250 纳米的远紫外深空区，手性肽键对左旋与右旋光的摩尔吸光度存在极其微小的差异（ $\Delta \epsilon = \epsilon_L - \epsilon_R$ ），导致出射光变为微椭圆偏振光，呈现特征性的椭圆度（Ellipticity）。