一种高效离子选择性的聚苯并咪唑膜，该膜具有精确控制的通道和氢键网络，适用于流动电池的应用

《Journal of Membrane Science》：Efficiently ion-selective polybenzimidazole membrane with precisely controlled channels and hydrogen-bond networks for flow batteries

甲基标记与脉冲序列改进提升大分子蛋白NMR解析效率。通过新型α-酮异戊酸前体及3D SOFAST HMBC-CC-HMQC实验，实现Leu/Val甲基与Cα/Cβ及相邻残基的高效关联，结合UCBShift 2.0化学位移预测算法，在60.2 kDa Tom70和134 kDa MalDH等系统中取得90%以上准确率。

　　这项研究提出了一种综合性的方法，用于蛋白质中甲基基团的归属分析。该方法结合了基于前体的甲基选择性标记、一种新的脉冲序列以实现甲基到主链的相干转移，以及使用UCBShift 2.0进行化学位移预测。这一策略通过引入一种新的α-酮异戊酸前体，实现了对甲基信号的更精确识别，并利用结构信息进一步提高了甲基基团归属的准确性。研究团队展示了该方法在两种不同大小的蛋白质（分别为60.2 kDa和134 kDa）中的应用效果，表明该方法不仅适用于小分子量的蛋白质，而且在大型蛋白质中也表现出良好的性能。

甲基基团在蛋白质结构中广泛分布，它们的化学位移可以反映局部化学环境的变化，例如在与结合伴侣相互作用时的构象变化。然而，传统的NMR技术在处理大型蛋白质时存在挑战，主要体现在甲基信号的归属上。尽管已有一些方法尝试解决这一问题，如使用点突变或分段表达，但这些方法在操作上较为复杂，限制了其在更大蛋白质系统中的应用。为此，研究团队开发了一种新的脉冲序列，结合了特定的化学标记策略，使得甲基信号能够更有效地与主链信号关联，从而提高归属的准确性。

新的α-酮异戊酸前体具有独特的同位素标记模式，能够在蛋白质中同时标记两个相邻的甲基碳原子以及α碳（对于缬氨酸）或β碳（对于亮氨酸）。这种标记方式为甲基基团提供了额外的化学位移信息，使得在NMR谱图中原本复杂的信号区域变得更加清晰，从而减少了归属的不确定性。通过结合该前体和D-葡萄糖的同位素标记，研究团队进一步扩展了这一方法，使其能够获取亮氨酸残基的α碳化学位移信息，这为构建更全面的化学位移模式提供了可能。

在实验部分，研究团队使用了不同的蛋白质进行测试，包括人类BRD4-BD1（15 kDa）、人类Tom70的胞质结构域（60.2 kDa）以及Ignicoccus islandicus的丙酮酸脱氢酶（134 kDa）。对于这些蛋白质，研究团队采用了一种改进的3D SOFAST HMBC-CC-HMQC脉冲序列，该序列结合了特定的脉冲形状和延迟时间，以优化相干转移效率，并提高谱图的分辨率。通过这种方法，研究团队成功地在较大的蛋白质系统中实现了甲基信号的归属，尽管在某些情况下由于动态效应或信号重叠，归属的准确性受到一定影响。

研究还比较了不同同位素标记方案在相干转移效率方面的表现，发现新的标记方式在特定条件下具有更高的信号强度和更清晰的谱图。此外，通过结合UCBShift 2.0的化学位移预测，研究团队能够进一步提高甲基归属的准确性，达到了约90%的正确率。这种方法的引入，为在更广泛的蛋白质系统中进行甲基基团的归属提供了新的工具，特别是在大型蛋白质中，传统的归属方法往往受限于信号重叠和动态效应。

研究团队还讨论了该方法在蛋白质结构研究中的潜在应用。甲基基团的归属不仅有助于理解蛋白质的结构，还能够提供关于蛋白质动态行为和相互作用的信息。此外，这种方法还可以用于基于结构的药物设计，因为甲基基团的化学位移可以反映蛋白质与配体之间的相互作用。值得注意的是，尽管在某些情况下，如在高分子量蛋白质中，信号强度可能受到限制，但该方法仍然展现出显著的优势，尤其是在结合结构信息的情况下。

通过这些研究，科学家们不仅验证了新方法的有效性，还展示了其在实际应用中的潜力。这一成果为未来研究提供了新的思路，尤其是在处理复杂蛋白质结构和动态行为方面。同时，研究团队也指出了该方法在实际应用中可能遇到的挑战，例如信号重叠和化学位移数据缺失的问题，并提出了进一步优化的建议。总体而言，这项研究为蛋白质NMR分析提供了一种新的策略，有助于提高甲基基团归属的准确性和效率。