核磁気共鳴分光法（NMR）は、原子核のスピンが磁場と電波に応答する現象を利用して分子構造を解析します。ヴュートリッヒは、各信号をタンパク質鎖中の特定の水素原子へ対応付ける“逐次帰属法”を確立し、溶液状態での全三次元構造決定を可能にしました。彼の手法では、多次元NMRスペクトルから得た距離情報を距離幾何学計算に入力し、立体構造を再構築します。この技術は結晶化不要で、生理条件に近い環境でタンパク質の形と動きを調べられる点が大きな利点です。現在、創薬ターゲットの検証やプリオン病など可溶性異常タンパク質の研究に広く応用されています。

多次元NMRでは、COSYやNOESYなど相関実験を組み合わせることで、核間スカラ結合および近接効果を可視化し、立体配座制約を取得する。ヴュートリッヒの逐次帰属プロトコルでは、H-N、Cα、Cβの化学シフトを鎖方向にたどり、NOEパターンとの整合性を検証しながら全残基を同定する。その後、NOE距離制約、ジアヘドラル角、緩和データを入力して、シミュレーテッドアニーリングにより構造アンサンブルを計算し、RMSDで収束を評価する。溶液NMRはサイドチェーンの動的揺らぎや折り畳み中間体の検出が可能で、X線結晶構造の静的像を補完する。近年はTROSY技術や選択的同位体標識により50kDa超の複合体にも適用範囲が拡大している。

ヴュートリッヒは2D/3D NOESYの交差ピーク解析を体系化し、NOE-based distance geometryアルゴリズム（DIANA/CYANA）の開発を主導した。逐次帰属はHNCO→HNCACB→CBCA(CO)NHなど三次元実験のシフト相関を用い、バックボーンウォークを可能にする。得られた距離・角度拘束はターゲット関数に基づき分子動力学で最適化され、合成的RDC導入により配向行列も評価できる。彼の枠組みは溶液状態でのアロステリックネットワーク解析、低親和性リガンドスクリーニング、膜タンパク質のミセル内構造決定に応用され、NMR-based structural genomicsの礎を築いた。