Tema 9. Estructura de macromolècules (2014)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Biología - 1º curso
Asignatura Estructura i funció de biomolècules
Año del apunte 2014
Páginas 8
Fecha de subida 20/12/2014
Descargas 46
Subido por

Descripción

Apuntes realizados con las anotaciones del docente, el soporte visto en clase y bibliografía.

Vista previa del texto

EFG (Bioquímica) 1º CURS BIOLOGIA Tania Mesa González UAB TEMA9: ESTRUCTURA DE MACROMOLÉCULES.
 Espectroscòpia  Estudi de com la llum interacciona amb la matèria. Estudi de les macromolècules.
- Interacció de la radiació i la matèria donant lloc a diferents fenòmens que poden ser observats i seguits en moltes maneres diverses.
- El terme espectrometria s'utilitza per descriure les tècniques espectroscòpiques utilitzades per avaluar la concentració o quantitat d'una espècie química donada, però no l’estructura de les macromolècules.
- L'espectre electromagnètic i la zona visible al detall: - L’espectre electromagnètic:  A una freqüència obtenim una energia elevada.
- c=f·λ - Només podem veure molècules iguals o més grans que el rang de la λ.
 Espectres d’absorció  per a poder calcular la concentració que hi ha d’una molècula a partir de la llum que aquesta absorbeix.
- S’han de fer a diferents longituds d’ona per a saber a quina hi ha major absorbància i a partir d’aquí avaluar la concentració.
- Veient les variacions d’absorbància podem veure també si la molècula es plega o pateix un canvi conformacional.
 Absorció entre les línies negres hi ha els nivells vibracionals (línies blaves) com més gran sigui el salt d’energia més gran és l’energia resultant. És l’energia que no passa a traves de la cubeta quan aquesta la travessa. En algun moment torna a la seva basalitat normalment desprenent calor a l’exterior. Per tant quan passa el feix de llum està excitada i desprès torna a la normalitat desprenent calor.
En alguns casos hi ha un fenomen inusual que és la florescencia.
 Florescencia  tècnica per estudiar les reaccions, concentracions i veure els diferents tipus d’interaccions entre diferents molècules. És un salt d’energia.
2 - Quan es dona l’absorció inicial la molècula pateixi una restauració interna i llavors absorbeix energia i després l’emet. Per tant l’energia emesa és inferior a la produïda.
 Rep una energia amb una longitud d’ona i la emet amb una superior, amb menys energia.
Freqüència 1 > freqüència 2 Longitud d’ona 2 > longitud d’ona 1  Espectres de fluorescència: La florescència serveix per a utilitzar algunes biomolècules capaces de realitzar fluorescència. Com la proteïna FRET (Fluorescence resonance energy transfer), que al seu interior té un enllaç determinat especial que dona aquesta luminescència. S’ha utilitzat com a marcador biològic per a moltes tècniques evitat processos, com per exemple com els de reactivitat.
- Hi ha fluorescència per una reacció interna entre tres aminoàcids units per enllaç doble combinat que és el responsable de la llum.
- Amb la fluorescència mostren radiació mínimament variable però visible.
- L’energia transferida per ressonància  una molècula excitada per fluorescència poden: a) Emetre un fotó b) Transferir l’energia a la molècula veïna  n <OW decaïment del seu estat fonamental pel seu propi procés de fluorescència.
- Si la proteïna que volem estudiar no és fluorescent, podem elaborar una proteïna quimèrica. Que és la nostra proteïna a la que li afegim un agregat que funcioni com a fluorescent i així poder-les seguir. Si veiem un color blau vol dir que no hi ha interacció perquè no estan lo suficient a prop. Si es veu de color groc vol dir que si interaccionen perquè estan tan a prop que la energia es transmet excitant les dues proteïnes fluorescents.
- La transferència d’energia per ressonància de florescència (FRET)  també s’utilitza per a quantificar la reacció.
3 - Podem fer que la llum vibri en un pla. Si vibra en dos plans, llavors crea una ona polaritzada en dos plans. La llum polaritzada és una llum quiral, ja que té algun tipus d’asimetria, que va cap a un cantó o cap un altre.
- Llavors si la llum es polaritzada (quiral) té una interacció especial amb els compostos quirals. I es que depenent del tipus d’estructura quiral tindrem una resposta o una altre i per tant un espectre determinat.
 Espectroscòpia de dicroisme circular: Cromòfors quirals absorbeixen la llum circularment polaritzada.
- Les proteïnes són els cromòfors quirals (asimètrics) i les seves estructures secundàries absorbeixen la llum polaritzada circular d'una manera específica.
- Espectroscòpia de CD s'usa per calcular el percentatge de cada tipus d'estructura secundària i per seguir els canvis estructurals.
 Espectrometria de masses  tècnica força nova que és per a mesurar més exactament la massa de les molècules i la seqüència de proteïnes. Tot i que en química es va utilitzar ja fa molt temps.
- Fa passar les molècules per una xeringa capil·lar molt prima amb alt voltatge fent com un spray de proteïnes i fa viatjar la mostra a través d’una càmera de buit que va assecant les molècules fins que exploten.
4 - Tot i no estar volaritilitzada volen, ja que són tirades com spray. Les molècules han d’estar carregades per a que viatgen a traves d’un camp carregat. Les més petites van més ràpides i les que tenen més càrregues també.
- És prou fiable com per donar masses exactes, amb molta precisió.
- Espectre de masses:  Avui dia la seqüenciació de proteïnes es du a terme amb l’espectrometria de masses, per a trencar la proteïna en aminoàcids d’un en un per saber la freqüència. Això es deu a que cada a.à té la seva pròpia massa.
 Per deduir les estructures anatòmiques 3D de les molècules hi ha tres tècniques: a) Cristal·lografia de raig X (més utilitzada) b) Ressonància magnètica nuclear (RMN)  radiació amb una longitud d’ona més petita que allò que volem observar.
c) Microscòpia electrònica  no l’explica però és molt utilitzada.
5  Cristal·lografia de raig X: És comporta com si fos un microscòpic, però no ho és, calen càlculs molt complexos. Els raig han de tenir una longitud d’ona aproximadament d’1 Armstrong.
- Per utilitzar-la hem de tenir cristalls de proteïnes, que es solen fer per sistemes robotitzats. S’utilitzen microgotes on hi ha les proteïnes que es fiquen en dissolucions tampons diferents, fins a trobar amb quina cristal·litza.
- Però no sempre tenim cristalls ordenats, però els necessitem així.
- La font de raig X a mesura que la molècula és més gran ha de ser més potent.
 - Macromolècules  força potència.
Llavors els raig incideixen en les proteïnes cristal·litzades, interacciona amb els electrons externs de les molècules i llavors queden difractats.
- El cristall va girant i llavors es captada la difracció de la llum per a crear un mapa de difracció.
- A partir d’aquests mapes, aplicant amplis coneixements de matemàtiques és poden extreure l’estructura atòmica de les proteïnes.
- S’interpreten els mapes dons en dades de densitat electrònica, per a saber on estan els electrons. S’ha difractat perquè en aquell punt de la mostra hi havia un electró.
6 - Amb els ciclotrons el que fa es captar l’energia que desprèn la partícula per a produir llum, ja que és molt pura i molt potent.
 RESUM: no es pot afirmar que es pugui veure la proteïna, però es pot entendre com una metodologia que ens permet suposar com es la estructura tridimensional de la molècula.
 RMN: Utilitza una propietat nuclear, ja que altera l’espí nuclear de molts nuclis. Per tant es poden orientar si estan en un camp magnètic. És aquesta orientació artificial la que ens permet mitjançant l’espectroscòpia fer canviar el nivell energètic de la molècula.
- Normalment es fan en funció de protó, del nitrogen 15 i del carboni 13.
- Estudia les estructures dels compostos orgànics amb nuclis atòmics amb un nombre imparell de protons o neutrons.
 Desplaçament químic: variacions de freqüències d’absorció de ressonància magnètica nuclear, degut al distint apantallament dels nuclis.
- Espectre de RMN: 7 - Si veiem l’espectre des de dalt, obtenim un mapa amb corbes de nivell. En ells podem veure quins protons estan o no a la vora o no de la diagonal. Es miren els protons i la seva posició respecte les coordenades donades per la diagonal.
- L'espectre 2D pot ser interpretat en termes de distàncies i l'estructura tridimensional es pot construir a partir de càlculs de geometria. El resultat és una família d'estructures consistents amb les dades experimentals  Programes de geometria de distancies  interpretar en temes de distancia la molècula.
 RESUM: quantifica i situa els protons per a poder crear una estructura 2D de la molècula.
8 ...