Signal overlapping is a major bottleneck for protein NMR analysis. We propose a new method, stable-isotope-assisted parameter extraction (SiPex), to resolve overlapping signals by a combination of amino-acid selective isotope labeling (AASIL) and tensor decomposition. The basic idea of Sipex is that overlapping signals can be decomposed with the help of intensity patterns derived from quantitative fractional AASIL, which also provides amino-acid information. In SiPex, spectra for protein characterization, such as 15N relaxation measurements, are assembled with those for amino-acid information to form a four-order tensor, where the intensity patterns from AASIL contribute to high decomposition performance even if the signals share similar chemical shift values or characterization profiles, such as relaxation curves. The loading vectors of each decomposed component, corresponding to an amide group, represent both the amino-acid and relaxation information. This information link provides an alternative protein analysis method that does not require "assignments" in a general sense; i.e., chemical shift determinations, since the amino-acid information for some of the residues allows unambiguous assignment according to the dual selective labeling. SiPex can also decompose signals in time-domain raw data without Fourier transform, even in non-uniformly sampled data without spectral reconstruction. These features of SiPex should expand biological NMR applications by overcoming their overlapping and assignment problems.

中文翻译：

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氨基酸选择性同位素标记可同时进行重叠信号分解和从NMR光谱中提取信息。

信号重叠是蛋白质NMR分析的主要瓶颈。我们提出了一种新方法，稳定同位素辅助参数提取（SiPex），通过氨基酸选择性同位素标记（AASIL）和张量分解的组合来解决重叠信号。Sipex的基本思想是，重叠信号可以借助衍生自定量分数ASIL的强度模式进行分解，AASIL还提供氨基酸信息。在SiPex中，用于蛋白质表征的光谱（例如15N弛豫测量）与用于氨基酸信息的光谱组合在一起以形成四阶张量，即使信号共享相似的化学位移，AASIL的强度模式也有助于实现高分解性能值或特性曲线，例如松弛曲线。对应于酰胺基团的每个分解组分的加载向量代表氨基酸和松弛信息。该信息链接提供了另一种蛋白质分析方法，该方法通常不需要“任务”；即化学位移测定，因为一些残基的氨基酸信息允许根据双重选择性标记进行明确分配。SiPex还可以在时域原始数据中进行信号分解，而无需进行傅立叶变换，甚至在没有频谱重构的情况下也可以在非均匀采样的数据中进行分解。SiPex的这些功能应克服其重叠和分配问题，从而扩大生物NMR应用。该信息链接提供了另一种蛋白质分析方法，该方法通常不需要“任务”；即化学位移测定，因为一些残基的氨基酸信息允许根据双重选择性标记进行明确分配。SiPex还可以在时域原始数据中进行信号分解，而无需进行傅立叶变换，甚至在没有频谱重构的情况下也可以在非均匀采样的数据中进行分解。SiPex的这些功能应克服其重叠和分配问题，从而扩大生物NMR应用。该信息链接提供了另一种蛋白质分析方法，该方法通常不需要“任务”；即化学位移测定，因为一些残基的氨基酸信息允许根据双重选择性标记进行明确分配。SiPex还可以在时域原始数据中进行信号分解，而无需进行傅立叶变换，甚至在没有频谱重构的情况下也可以在非均匀采样的数据中进行分解。SiPex的这些功能应克服其重叠和分配问题，从而扩大生物NMR应用。SiPex还可以在时域原始数据中进行信号分解，而无需进行傅立叶变换，甚至在没有频谱重构的情况下也可以在非均匀采样的数据中进行分解。SiPex的这些功能应克服其重叠和分配问题，从而扩大生物NMR应用。SiPex还可以在时域原始数据中进行信号分解，而无需进行傅立叶变换，甚至在没有频谱重构的情况下也可以在非均匀采样的数据中进行分解。SiPex的这些功能应克服其重叠和分配问题，从而扩大生物NMR应用。