Karplus-Beziehung

Die Karplus-Beziehung ist eine Gleichung, die nach ihrem Entdecker Martin Karplus benannt wurde und eine Korrelation der ³J-Kopplungskonstante und dem Diederwinkel ${\displaystyle \!\,\phi }$ in der NMR-Spektroskopie beschreibt.

Das Diagramm einer typischen Karplus-Beziehung

Demnach gilt folgende Gleichung:

${\displaystyle J(\phi )=A\cos ^{2}\phi +B\cos \,\phi +C}$

Dabei ist ${\displaystyle \!\,J}$ die ³J-Kopplungskonstante, ${\displaystyle \!\,\phi }$ der Diederwinkel und ${\displaystyle \!\,A}$, ${\displaystyle \!\,B}$ und ${\displaystyle \!\,C}$ sind empirische Parameter, welche durch die Substitution und funktionelle Gruppen der beteiligten Atome bestimmt werden.[1][2] Die Beziehung wird benutzt um die Größenordnung der ³J_H,H Kopplung (auch vicinale Kopplung genannt) abzuschätzen. Die Kopplungskonstante ist bei Torsionswinkeln nahe 90° sehr gering und bei Winkeln von 0° und 180° deutlich größer als üblich. Die Beziehung zwischen Geometrie und Kopplungskonstante ist wertvoll zur Bestimmung von Konformationen und zur Berechnung von backbones von Proteinen.