五埃空间偶极交响乐：维特里希与蛋白质 2D NOESY 核磁共振
1984 年 1月15日 · 5 mm 超纯石英核磁共振管、低温氦冷超导 NMR 探头（CryoProbe）与 800 MHz 超导磁体
你知道吗？
哪怕共价键相隔万里，只要在折叠的怀抱中相距不足五个埃，质子间的量子偶极低语就会在二维谱图上留下相认的胎记；我们在水相中听懂了蛋白质的折叠几何学。
在20世纪80年代初，X射线晶体学是结构生物学的唯一霸主，但其不可回避的死穴是必须先生长出高衍射质量的单晶——许多蛋白质死活不肯结晶，或者晶格堆积力扭曲了其天然构象。瑞士生物物理学家库尔特·维特里希（Kurt Wüthrich）与理查德·恩斯特（Richard Ernst，1991年诺奖得主）决定向水溶液中的天然态蛋白质发起冲锋。
核磁共振（NMR）原本只能输出一维杂乱无章的重叠峰，维特里希将其升维至二维射频脉冲序列，开创了 2D NOESY（二维核 Overhauser 效应谱）。NOE效应是磁共振中最神奇的量子现象：当两个原本在共价化学键上相隔数十个氨基酸的氢质子，在三维空间中因为蛋白质折叠而靠得极近时，它们之间的自旋核会通过空间偶极-偶极相互作用发生交叉弛豫。
这一信号的强度严格与空间距离的六次方成反比（），意味着只有当两核在空间距离小于 5 埃（0.5 纳米）时，二维谱图上才会亮起绚烂的交叉峰（Cross-peak）！