核磁共振波谱分析-14
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生物样本中 常见代谢物的核磁共振谱
一、氨基酸的核磁共振氢谱
如何区分分子构型的D和L
D和L：是分子的绝对构型，是按照Fischer惯例 来命名的，以甘油醛为标准，不对称碳原子所 结合的氢原子的位置在投影式处于主碳链的左 边的立体结构，称为 D- 构型，其对映的立体结 构为L-构型。 D和L构型常用于氨基酸或糖。天然氨基酸（构 成蛋白质的）都是L型。D型基本是人工合成的。
TOCSY of Methionine
HSQC of Methionine
苏氨酸(Threonine, Thr, T)
功能：有转变某些氨基酸达到平衡的功能。
2-amino-3-hydroxy-butanoic acid
HSQC of Threonine
异亮氨酸(Isoleucine, Ile, I)
人体无法合成的九种（幼小动物十种）氨 基酸包括：苯丙氨酸、缬氨酸、苏氨酸、 色氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、甲硫氨酸、 赖氨酸、组氨酸、精氨酸（婴儿）
赖氨酸(Lysine, Lys, K)
功能：促进大脑发育，是肝及胆的组成成分， 能促进脂肪代谢，调节松果腺、乳腺、黄体及 卵巢，防止细胞退化。
2,6-diaminohexanoic acid
HSQC of GABA
N-乙酰天冬氨酸(NAA, N-Acetyl Aspartate)
HSQC of NAA
马尿酸(Hippurate)
HSQC of Hippurate
牛磺酸(Taurine)
COSY of Taurine
HSQC of Taurine
三、其它比较重要代谢物的 核磁共振氢谱
D型甘油醛 L型甘油醛
如何区分分子构型的R和S
R 和 S ：是分子的绝对构型，是按照 CIP 惯例来 命名的，手性碳上相连的四个取代基，把排列 次序最小的放在最远的位置，再看其它三个基 团的排列，如果从大到小最按顺时针方向，则 是 R( 拉丁文 Rectus 的缩写，“右”的意思 ) 型， 如果是反时针方向，则是 S( 拉丁文 Sinister 的缩 写，“左”的意思)型。
wk.baidu.com
琥珀酸(Succinate)
COSY of Succinate
HSQC of Succinate
肌酸(Creatine)
HSQC of Creatine
肌酸酐(Creatinine)
HSQC of Creatinine
γ-氨基丁酸(GABA, Gama-Aminobutyrate)
HSQC of Glycine
丙氨酸(Alanine, Ala, A)
功能：预防肾结石、协助葡萄糖的代谢，有 助缓和低血糖，改善身体能量。
2-aminopropanoic acid
HSQC of Alanine
脯氨酸(Proline, Pro, P)
功能：作为植物细胞质内渗透调节物质外， 还在稳定生物大分子结构、降低细胞酸性、 解除氨毒以及作为能量库调节细胞氧化还原 势等方面起重要作用。
HSQC of Leucine
缬氨酸(Valine, Val, V)
功能：作用于黄体、乳腺及卵巢。
2-amino-3-methyl-butanoic acid
TOCSY of Valine
HSQC of Valine
半必需氨基酸和条件必需氨基酸
人体虽能够合成精氨酸和组氨酸，但通常 不能满足正常的需要，因此，又被称为半 必需氨基酸或条件必需氨基酸，在幼儿生 长期这两种是必需氨基酸。
葡萄糖(Glucose)
HSQC of Glucose
胆碱(Choline)
HSQC of Choline
磷酸胆碱(Phosphorycholine)
HSQC of Phosphorycholine
甘油磷酸胆碱(Glycerophosphorycholine)
HSQC of Glycerophosphorycholine
HSQC of myo-Inositol
甘油(Glycerol)
COSY of Glycerol
HSQC of Glycerol
尿素(Urea)
HSQC of Urea
基团顺序： a˃b˃c˃d
如何区分分子构型的α和β
α和β：当分子结构以通常的方式画在纸上后，
只要确定取代基的位置是伸出纸面的，还是指 向纸内的，相连碳的绝对构型就已经确定。
α和β构型常用于三萜，甾体类。
必需氨基酸
指只存在食物中，动物无法合成，只能由 食物中摄取，则这些氨基酸被称为必需氨 基酸。
功能：具有强力作用，增强免疫系统功能，改 善脑机能，提高机体的抗氧化能力，改善机体 代谢、氮平衡、促进蛋白质合成、增加淋巴细 胞总数的功能。
2-amino-4-carbamoyl-butanoic acid
TOCSY of Glutamine
HSQC of Glutamine
天冬氨酸(Aspartate, Asp, D)
3-甲基组氨酸(3-Methylhistidine)
HSQC of 3-Methylhistidine
丙酮酸(Pyruvate)
HSQC of Pyruvate
乳酸(Lactate)
COSY of Lactate
HSQC of Lactate
柠檬酸(Citrate)
HSQC of Citrate
HSQC of 3-Hydroxybutyrate
尿囊酸(Allantoic acid)
HSQC of Allantoic acid
尿囊素(Allantoin)
HSQC of Allantoin
1-甲基组氨酸(1-Methylhistidine)
HSQC of 1-Methylhistidine
HSQC of Cysteine
天冬酰胺(Asparigine, Asn, N)
功能：可引起血压下降，外周血管扩张，心 收缩力增强，心率变慢和尿量增加。
2,4-diamino-4-oxo-butanoic acid
HSQC of Asparagine
谷氨酰胺(Glutamine, Gln, Q)
TOCSY of Tyrosine
HSQC of Tyrosine
丝氨酸(Serine, Ser, S)
功能：在脂肪和脂肪酸的新陈代谢及肌肉的生 长中发挥着作用，有助于免疫血球素和抗体的 产生，维持健康的免疫系统。在细胞膜的制造 加工、肌肉组织和包围神经细胞的鞘的合成中 都发挥着作用。
2-amino-3-hydroxypropanoic acid
TOCSY of Glutamate
HSQC of Glutamate
二、常见有机羧酸的核磁共振氢谱
甲酸(Formate)
乙酸(Acetate)
HSQC of Acetate
乙酰乙酸(Acetoacetate)
丙酮(Acetone)
HSQC of Acetone
3-羟丁酸(3-Hydroxybutyrate)
组氨酸(Histidine, His, H)
功能：可作为生化试剂和药剂，还可用于治 疗心脏病，贫血，风湿性关节炎等的药物。
2-amino-3-(3H-imidazol-4-yl)propanoic acid
HSQC of Histidine
非必需氨基酸
非必需氨基酸可在动物体内合成，作为营养 源不需要从外部补充的氨基酸。一般在植物、 微生物必需的氨基酸均由自身合成，这些都 称为非必需氨基酸。
甲胺(Methylamine)
HSQC of Methylamine
二甲胺(DMA, Dimethylamine)
HSQC of DMA
二甲基甘氨酸(DMG, Dimethylglycine)
HSQC of DMG
三甲胺(TMA, Trimethylamine)
COSY of TMA
功能：参与胸腺、脾脏及脑下腺的调节以及代 谢；脑下腺属总司令部作用于甲状腺、性腺。
2-amino-3-methylpentanoic acid
TOCSY of Isoleucine
HSQC of Isoleucine
亮氨酸(Leucine, Leu, L)
功能：作用平衡异亮氨酸。
2-amino-4-methyl-pentanoic acid
TOCSY of Lysine
HSQC of Lysine
色氨酸(Tryptophan, Try, W)
功能：促进胃液及胰液的产生。
2-amino-3-(1H-indol-3-yl)propanoic acid
TOCSY of Tryptophan
HSQC of Lysine
苯丙氨酸(Phenylalanine, Phe, F)
HSQC of TMA
氮氧三甲胺(TMAO, Trimethylamine N-oxide)
HSQC of TMAO
糖元(Glycogen)
COSY of Glycogen
HSQC of Glycogen
肌醇(myo-Inositol)
COSY of myo-Inositol
天冬氨酸：改善心肌收缩功能，同时降低氧 消耗，在冠状动脉循环障碍缺氧时，对心肌 有保护作用。
2-aminobutanedioic acid
HSQC of Aspartate
谷氨酸(Glutamate, Glu, E)
功能：作为酸性氨基酸参与代谢，作为兴奋 性神经递质参与信息传递。
2-aminopentanedioic acid
TOCSY of Serine
HSQC of Serine
半胱氨酸(Cysteine, Cys, C)
功能：有缓解修复放射线对人体的损伤作用。 在人体内还有范围广泛的解毒作用，是丙烯 腈及芳香族酸中毒的治疗用药。
2-amino-3-sulfanylpropanoic acid
TOCSY of Cysteine
精氨酸(Arginine, Arg, R)
功能：精氨酸与脱氧胆酸制成的复合制剂 （明诺芬）是主治梅毒、病毒性黄疸等病的 有效药物。
2-amino-5-[(diaminomethylidene)amino]pentanoic acid
TOCSY of Arginine
HSQC of Arginine
pyrrolidine-2-carboxylic acid
TOCSY of Proline
HSQC of Proline
酪氨酸(Tyrosine, Tyr, Y)
酪氨酸：酪氨酸是神经递质的前体之一，可 以增加体液内神经递质，特别是多巴胺和去 甲肾上腺素的含量，但对情绪影响很小。
2-amino-3-(4-hydroxyphenyl)-propanoic acid
对人来说非必需氨基酸为甘氨酸、丙氨酸、 脯氨酸、酪氨酸、丝氨酸、半胱氨酸、天冬 酰胺、谷氨酰胺、天冬氨酸、谷氨酸。
甘氨酸(Glycine, Gly, G)
功能 : 在中枢神经系统，尤其是在脊椎里， 甘氨酸是一个抑制性神经递质。
2-aminoacetic acid
TOCSY of Glycine
功能：参与消除肾及膀胱功能的损耗。
2-amino-3-phenyl-propanoic acid
HSQC of Phenylalanine
甲硫氨酸(Methionine, Met, M)
功能：参与组成血红蛋白、组织与血清，有 促进脾脏、胰脏及淋巴的功能。
2-amino-4-methylsulfanyl-butanoic acid
一、氨基酸的核磁共振氢谱
如何区分分子构型的D和L
D和L：是分子的绝对构型，是按照Fischer惯例 来命名的，以甘油醛为标准，不对称碳原子所 结合的氢原子的位置在投影式处于主碳链的左 边的立体结构，称为 D- 构型，其对映的立体结 构为L-构型。 D和L构型常用于氨基酸或糖。天然氨基酸（构 成蛋白质的）都是L型。D型基本是人工合成的。
TOCSY of Methionine
HSQC of Methionine
苏氨酸(Threonine, Thr, T)
功能：有转变某些氨基酸达到平衡的功能。
2-amino-3-hydroxy-butanoic acid
HSQC of Threonine
异亮氨酸(Isoleucine, Ile, I)
人体无法合成的九种（幼小动物十种）氨 基酸包括：苯丙氨酸、缬氨酸、苏氨酸、 色氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、甲硫氨酸、 赖氨酸、组氨酸、精氨酸（婴儿）
赖氨酸(Lysine, Lys, K)
功能：促进大脑发育，是肝及胆的组成成分， 能促进脂肪代谢，调节松果腺、乳腺、黄体及 卵巢，防止细胞退化。
2,6-diaminohexanoic acid
HSQC of GABA
N-乙酰天冬氨酸(NAA, N-Acetyl Aspartate)
HSQC of NAA
马尿酸(Hippurate)
HSQC of Hippurate
牛磺酸(Taurine)
COSY of Taurine
HSQC of Taurine
三、其它比较重要代谢物的 核磁共振氢谱
D型甘油醛 L型甘油醛
如何区分分子构型的R和S
R 和 S ：是分子的绝对构型，是按照 CIP 惯例来 命名的，手性碳上相连的四个取代基，把排列 次序最小的放在最远的位置，再看其它三个基 团的排列，如果从大到小最按顺时针方向，则 是 R( 拉丁文 Rectus 的缩写，“右”的意思 ) 型， 如果是反时针方向，则是 S( 拉丁文 Sinister 的缩 写，“左”的意思)型。
wk.baidu.com
琥珀酸(Succinate)
COSY of Succinate
HSQC of Succinate
肌酸(Creatine)
HSQC of Creatine
肌酸酐(Creatinine)
HSQC of Creatinine
γ-氨基丁酸(GABA, Gama-Aminobutyrate)
HSQC of Glycine
丙氨酸(Alanine, Ala, A)
功能：预防肾结石、协助葡萄糖的代谢，有 助缓和低血糖，改善身体能量。
2-aminopropanoic acid
HSQC of Alanine
脯氨酸(Proline, Pro, P)
功能：作为植物细胞质内渗透调节物质外， 还在稳定生物大分子结构、降低细胞酸性、 解除氨毒以及作为能量库调节细胞氧化还原 势等方面起重要作用。
HSQC of Leucine
缬氨酸(Valine, Val, V)
功能：作用于黄体、乳腺及卵巢。
2-amino-3-methyl-butanoic acid
TOCSY of Valine
HSQC of Valine
半必需氨基酸和条件必需氨基酸
人体虽能够合成精氨酸和组氨酸，但通常 不能满足正常的需要，因此，又被称为半 必需氨基酸或条件必需氨基酸，在幼儿生 长期这两种是必需氨基酸。
葡萄糖(Glucose)
HSQC of Glucose
胆碱(Choline)
HSQC of Choline
磷酸胆碱(Phosphorycholine)
HSQC of Phosphorycholine
甘油磷酸胆碱(Glycerophosphorycholine)
HSQC of Glycerophosphorycholine
HSQC of myo-Inositol
甘油(Glycerol)
COSY of Glycerol
HSQC of Glycerol
尿素(Urea)
HSQC of Urea
基团顺序： a˃b˃c˃d
如何区分分子构型的α和β
α和β：当分子结构以通常的方式画在纸上后，
只要确定取代基的位置是伸出纸面的，还是指 向纸内的，相连碳的绝对构型就已经确定。
α和β构型常用于三萜，甾体类。
必需氨基酸
指只存在食物中，动物无法合成，只能由 食物中摄取，则这些氨基酸被称为必需氨 基酸。
功能：具有强力作用，增强免疫系统功能，改 善脑机能，提高机体的抗氧化能力，改善机体 代谢、氮平衡、促进蛋白质合成、增加淋巴细 胞总数的功能。
2-amino-4-carbamoyl-butanoic acid
TOCSY of Glutamine
HSQC of Glutamine
天冬氨酸(Aspartate, Asp, D)
3-甲基组氨酸(3-Methylhistidine)
HSQC of 3-Methylhistidine
丙酮酸(Pyruvate)
HSQC of Pyruvate
乳酸(Lactate)
COSY of Lactate
HSQC of Lactate
柠檬酸(Citrate)
HSQC of Citrate
HSQC of 3-Hydroxybutyrate
尿囊酸(Allantoic acid)
HSQC of Allantoic acid
尿囊素(Allantoin)
HSQC of Allantoin
1-甲基组氨酸(1-Methylhistidine)
HSQC of 1-Methylhistidine
HSQC of Cysteine
天冬酰胺(Asparigine, Asn, N)
功能：可引起血压下降，外周血管扩张，心 收缩力增强，心率变慢和尿量增加。
2,4-diamino-4-oxo-butanoic acid
HSQC of Asparagine
谷氨酰胺(Glutamine, Gln, Q)
TOCSY of Tyrosine
HSQC of Tyrosine
丝氨酸(Serine, Ser, S)
功能：在脂肪和脂肪酸的新陈代谢及肌肉的生 长中发挥着作用，有助于免疫血球素和抗体的 产生，维持健康的免疫系统。在细胞膜的制造 加工、肌肉组织和包围神经细胞的鞘的合成中 都发挥着作用。
2-amino-3-hydroxypropanoic acid
TOCSY of Glutamate
HSQC of Glutamate
二、常见有机羧酸的核磁共振氢谱
甲酸(Formate)
乙酸(Acetate)
HSQC of Acetate
乙酰乙酸(Acetoacetate)
丙酮(Acetone)
HSQC of Acetone
3-羟丁酸(3-Hydroxybutyrate)
组氨酸(Histidine, His, H)
功能：可作为生化试剂和药剂，还可用于治 疗心脏病，贫血，风湿性关节炎等的药物。
2-amino-3-(3H-imidazol-4-yl)propanoic acid
HSQC of Histidine
非必需氨基酸
非必需氨基酸可在动物体内合成，作为营养 源不需要从外部补充的氨基酸。一般在植物、 微生物必需的氨基酸均由自身合成，这些都 称为非必需氨基酸。
甲胺(Methylamine)
HSQC of Methylamine
二甲胺(DMA, Dimethylamine)
HSQC of DMA
二甲基甘氨酸(DMG, Dimethylglycine)
HSQC of DMG
三甲胺(TMA, Trimethylamine)
COSY of TMA
功能：参与胸腺、脾脏及脑下腺的调节以及代 谢；脑下腺属总司令部作用于甲状腺、性腺。
2-amino-3-methylpentanoic acid
TOCSY of Isoleucine
HSQC of Isoleucine
亮氨酸(Leucine, Leu, L)
功能：作用平衡异亮氨酸。
2-amino-4-methyl-pentanoic acid
TOCSY of Lysine
HSQC of Lysine
色氨酸(Tryptophan, Try, W)
功能：促进胃液及胰液的产生。
2-amino-3-(1H-indol-3-yl)propanoic acid
TOCSY of Tryptophan
HSQC of Lysine
苯丙氨酸(Phenylalanine, Phe, F)
HSQC of TMA
氮氧三甲胺(TMAO, Trimethylamine N-oxide)
HSQC of TMAO
糖元(Glycogen)
COSY of Glycogen
HSQC of Glycogen
肌醇(myo-Inositol)
COSY of myo-Inositol
天冬氨酸：改善心肌收缩功能，同时降低氧 消耗，在冠状动脉循环障碍缺氧时，对心肌 有保护作用。
2-aminobutanedioic acid
HSQC of Aspartate
谷氨酸(Glutamate, Glu, E)
功能：作为酸性氨基酸参与代谢，作为兴奋 性神经递质参与信息传递。
2-aminopentanedioic acid
TOCSY of Serine
HSQC of Serine
半胱氨酸(Cysteine, Cys, C)
功能：有缓解修复放射线对人体的损伤作用。 在人体内还有范围广泛的解毒作用，是丙烯 腈及芳香族酸中毒的治疗用药。
2-amino-3-sulfanylpropanoic acid
TOCSY of Cysteine
精氨酸(Arginine, Arg, R)
功能：精氨酸与脱氧胆酸制成的复合制剂 （明诺芬）是主治梅毒、病毒性黄疸等病的 有效药物。
2-amino-5-[(diaminomethylidene)amino]pentanoic acid
TOCSY of Arginine
HSQC of Arginine
pyrrolidine-2-carboxylic acid
TOCSY of Proline
HSQC of Proline
酪氨酸(Tyrosine, Tyr, Y)
酪氨酸：酪氨酸是神经递质的前体之一，可 以增加体液内神经递质，特别是多巴胺和去 甲肾上腺素的含量，但对情绪影响很小。
2-amino-3-(4-hydroxyphenyl)-propanoic acid
对人来说非必需氨基酸为甘氨酸、丙氨酸、 脯氨酸、酪氨酸、丝氨酸、半胱氨酸、天冬 酰胺、谷氨酰胺、天冬氨酸、谷氨酸。
甘氨酸(Glycine, Gly, G)
功能 : 在中枢神经系统，尤其是在脊椎里， 甘氨酸是一个抑制性神经递质。
2-aminoacetic acid
TOCSY of Glycine
功能：参与消除肾及膀胱功能的损耗。
2-amino-3-phenyl-propanoic acid
HSQC of Phenylalanine
甲硫氨酸(Methionine, Met, M)
功能：参与组成血红蛋白、组织与血清，有 促进脾脏、胰脏及淋巴的功能。
2-amino-4-methylsulfanyl-butanoic acid