Un nuevo método solo necesita una pequeña muestra líquida para analizar las metaloproteínas. Este avance fue logrado por un equipo de investigación dirigido por el profesor asociado Eiji Ohmichi y Tsubasa Okamoto en la Escuela de Graduados de Ciencias de la Universidad de Kobe. Los hallazgos se publicaron el 26 de noviembre en letras de física aplicada .
Las metaloproteínas también conocidas como proteínas de unión a metales desempeñan papeles vitales en nuestros cuerpos para el transporte y almacenamiento de oxígeno, transporte de electrones, oxidación y reducción. En muchos casos, los iones metálicos en estas proteínas son los centros activos para estas actividades, por lo queAl identificar el estado exacto de estos iones, podemos entender los mecanismos detrás de sus funciones.
Se puede usar un método experimental llamado resonancia paramagnética electrónica EPR para medir el estado de los iones de electrones en las proteínas. Las técnicas eficaces de EPR requieren una cierta cantidad de volumen de muestra para mediciones sensibles. Sin embargo, muchas metaloproteínas son difíciles de aislar y refinar,así que solo podemos obtener pequeñas muestras.
Las mediciones convencionales de EPR detectan las ondas electromagnéticas absorbidas por los iones metálicos. La característica notable de este estudio es el uso de un dispositivo con forma de trampolín llamado nanomembrana. En EPR el espín de electrones pasa a un estado de alta energía mediante la absorción de ondas electromagnéticas,pero al mismo tiempo la dirección del giro se invierte, y las propiedades magnéticas de los iones metálicos también cambian. Antes del experimento, el equipo de investigación colocó pequeños imanes en la nanomembrana, por lo que los cambios en la fuerza de atracción entre los imanes y los iones metálicos sontransformada en una fuerza en la nanomembrana, y se detecta esta señal EPR. Dado que la nanomembrana es muy delgada solo 100 nm = 0.1 μm podemos medir con sensibilidad pequeños cambios en la fuerza que acompañan a la absorción EPR.
La muestra de solución se coloca en una celda de solución directamente sobre la membrana. El volumen de la celda es de solo 50 μL = 0.05 cc, y el equipo agrega aproximadamente 1-10 μL 0.001-0.01 cc de solución para la medición.Para evitar que la solución se evapore, la celda se cubre con una tapa de resina. En este método, la nanomembrana delgada y frágil es independiente de la celda de solución, lo que facilita el cambio de muestras.
Para evaluar el rendimiento de esta configuración, el equipo llevó a cabo la medición de EPR en una frecuencia alta más de 0.1 THz para una proteína que contiene hierro llamada mioglobina y su complejo modelo de cloruro de hemina. El equipo logró detectar señales de EPRa través de una frecuencia de onda amplia 0.1-0.35 THz para una concentración de 50 mM, solución de cloruro de hemina de 2μL. También observaron una señal EPR característica para una muestra de 8.8 mM, 10μL de solución de mioglobina. Una gran ventaja de este método es la capacidad demiden en un amplio rango de frecuencias, lo que lo hace aplicable para metaloproteínas con una variedad de propiedades magnéticas
El profesor Ohmichi comenta: "Este nuevo método permite determinar a un nivel detallado el estado de los iones metálicos en una pequeña cantidad de solución de metaloproteína. Es posible que podamos aplicar el método a las metaloproteínas que anteriormente no se podían medir".Por ejemplo, en nuestros metabolismos, una metaloproteína llamada peroxidasa juega un papel crucial al convertir el peróxido de hidrógeno en agua, haciéndola inofensiva, pero los detalles del mecanismo para este proceso reactivo aún no están claros. Los resultados de este estudio pueden aplicarse potencialmente comoun método de análisis líder para arrojar luz sobre este tipo de fenómeno vital "
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Materiales proporcionado por Universidad de Kobe . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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