Relajación R1ρ en marco rotatorio con campos de radiofrecuencia débiles

La relajación de spin en NMR en el marco rotatorio (R(1 rho)) es uno de los pocos métodos disponibles para caracterizar los procesos cinéticos de intercambio químico que ocurren en escalas de tiempo micros-ms. Las mediciones de R(1 rho) para heteronúcleos en macromoléculas biológicas generalmente requieren desacoplamiento de las interacciones de acoplamiento escalar de (1)H y supresión de procesos de cruz-relajación. Korzhnev y sus colaboradores demostraron que aplicar esquemas convencionales de desacoplamiento de (1)H mientras los heteronúcleos están bloqueados por un campo de radiofrecuencia (rf) resulta en un desacoplamiento imperfecto Korzhnev, Skrynnikov, Millet, Torchia, Kay. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 10743-10753. Se presentaron secuencias de pulso NMR experimentales que proporcionan mediciones precisas de las constantes de tasa de R(1 rho) para intensidades de campo de radiofrecuencia > 1000 Hz. Este artículo presenta nuevos experimentos NMR bidimensionales que permiten el uso de campos rf débiles, entre 150 y 1000 Hz, en experimentos de R(1 rho). Se utilizan la descomposición de Fourier y la teoría de Hamiltoniano promedio para analizar la secuencia de bloqueo de spin y proporcionar una guía para el desarrollo de experimentos mejorados. Las nuevas secuencias de pulso se validan utilizando ubiquitina e inhibidor de tripsina pancreática básica (BPTI). El uso de campos de bloqueo de spin débiles en experimentos de R(1 rho) permite el estudio del proceso de intercambio químico en un rango más amplio de escalas de tiempo, cerrando la brecha que actualmente existe entre los experimentos de Carr-Purcell-Meiboom-Gill y los R(1 rho) convencionales. Los nuevos experimentos también amplían la capacidad de la técnica R(1 rho) para estudiar procesos de intercambio fuera del límite de intercambio rápido.