Cinco años de arduo trabajo y un poco de "suerte cósmica" llevaron a los investigadores de la Universidad de Rice a un nuevo método para obtener detalles estructurales sobre las moléculas en las biomembranas.
El método del laboratorio de Rice del físico Jason Hafner combina técnicas experimentales y computacionales y se basa en las propiedades plasmónicas de las nanopartículas de oro. Aprovecha la capacidad única de las nanopartículas para enfocar la luz en objetivos muy pequeños.
Los investigadores llaman a su protocolo SABERS, para el análisis estructural mediante dispersión Raman mejorada, y dicen que podría ayudar a los científicos que estudian las interacciones amiloides implicadas en la enfermedad neurodegenerativa, las acciones neuroprotectoras de los ácidos grasos y la función de los agentes de quimioterapia.
Los detalles aparecen este mes en la revista American Chemical Society Nano letras .
Su método extrae la ubicación de grupos químicos específicos dentro de las moléculas mediante la localización de sus vibraciones características. Cuando un láser activa plasmones en las nanopartículas, amplifica la luz dispersada vibratoriamente de las moléculas cercanas, un fenómeno llamado dispersión Raman de superficie mejorada SERS.La mejora es sensible a exactamente dónde se encuentra la molécula en relación con la nanopartícula.
"Las moléculas pueden vibrar de muchas maneras diferentes, por lo que tenemos que asignar un 'centro de vibración' a cada una", dijo Hafner. "Si observas que parte de una molécula vibra, puedes visualizar dónde ocurre, pero nosotrostambién tenía que encontrar una forma matemática para describirlo "
Los espectros SERS son notoriamente difíciles de desenredar, por lo que el método SABERS completo también requiere mediciones espectrales no mejoradas y cálculos teóricos tanto de la óptica nanorod como de las propiedades moleculares, dijo.
Hafner y su equipo probaron su técnica en tres estructuras: moléculas tensioactivas que vienen con nanorods de oro, moléculas lipídicas que forman membranas en nanorods de oro y triptófano, un aminoácido que se deposita en la membrana.
"Descubrimos que la capa de surfactante está inclinada 25 grados, lo cual es interesante porque explica por qué otras mediciones encontraron que la capa parece más delgada de lo esperado", dijo Hafner.
Los lípidos reemplazan fácilmente a los tensioactivos en nanorods, ya que terminan en la misma estructura química. Al comparar las vibraciones de esa estructura en el grupo de los lípidos con un doble enlace en la cola, SABERS encontró la orientación y el grosor correctos de la membrana de la bicapa lipídica ". Essolo suerte cósmica de que un lípido termina en una estructura perfectamente simétrica que vibra y es Raman activo y le encanta sentarse en un nanorod ", dijo Hafner.
Los investigadores también usaron SABERS para localizar el triptófano en la bicapa lipídica. "Es muy brillante, espectroscópicamente y fácil de ver", dijo. "En las estructuras biológicas reales, el triptófano es solo un pequeño residuo unido a una proteína mucho más grande".Sin embargo, el triptófano ayuda a anclar la proteína a la membrana, por lo que los investigadores quieren saber dónde prefiere sentarse ".
A continuación, Hafner quiere analizar moléculas más grandes. "En principio, a través de trucos espectroscópicos, podríamos llevar esto a estructuras más grandes, y tal vez incluso encontrar cada residuo en una proteína para obtener la estructura completa. Eso es futurista, pero es donde pensamospodemos ir con eso ", dijo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Rice . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :