Una etiqueta de espín (SL) es una molécula orgánica que posee un electrón desapareado , generalmente en un átomo de nitrógeno , y la capacidad de unirse a otra molécula. Los marcadores de espín se utilizan normalmente como herramientas para sondear proteínas o dinámica local de membrana biológica utilizando espectroscopia de resonancia paramagnética de electrones . La técnica de etiquetado de espín dirigido al sitio (SDSL) permite monitorear una región específica dentro de una proteína. En los exámenes de la estructura de las proteínas, se pueden utilizar SL específicos de aminoácidos .
El objetivo del marcaje de espín es algo similar al de la sustitución isotópica en la espectroscopia de RMN . Allí se reemplaza un átomo que carece de un espín nuclear (y por lo tanto es silencioso para RMN) con un isótopo que tiene un espín I0 (y también lo es NMR-activo). Esta técnica es útil para rastrear el entorno químico alrededor de un átomo cuando no es factible la sustitución completa con un isótopo activo para RMN. Recientemente, el etiquetado de espín también se ha utilizado para sondear el entorno químico local en la propia RMN, en una técnica conocida como Mejora de la relajación paramagnética (PRE).
Los desarrollos recientes en la teoría y la medición experimental de PRE han permitido la detección, caracterización y visualización de estados escasamente poblados de proteínas y sus complejos. [1] Estos estados, que son invisibles para las técnicas biofísicas y estructurales convencionales, juegan un papel clave en muchos procesos biológicos, incluido el reconocimiento molecular, alosterio, ensamblaje macromolecular y agregación.
Aplicaciones de spin EPR
Los ácidos grasos etiquetados con espín se han utilizado ampliamente para comprender la organización dinámica de los lípidos en las biomembranas y la biofísica de membranas . Por ejemplo, el ácido esteárico marcado con el resto de etiqueta de giro de nitroxilo en varios carbonos (5, 7, 9, 12, 13, 14 y 16) con respecto al primer carbono del grupo carbonilo se ha utilizado para estudiar el gradiente de flexibilidad de los lípidos de la membrana para comprender condiciones de fluidez de la membrana a diferentes profundidades de su organización de bicapa lipídica. [2]
Referencias
- ^ Clore GM; Iwahara J (2009). "Teoría, práctica y aplicaciones de la mejora de la relajación paramagnética para la caracterización de estados de baja población de macromoléculas biológicas y sus complejos" . Revisiones químicas . 109 (9): 4108–4139. doi : 10.1021 / cr900033p . PMC 2825090 . PMID 19522502 .
- ^ Yashroy, RC (1990). "Estudios de resonancia magnética de la organización dinámica de lípidos en membranas de cloroplasto". Revista de Biociencias . 15 (4): 281–288. doi : 10.1007 / BF02702669 . ISSN 0250-5991 .
- Berliner, LJ (1976). Spin labeling I: teoría y aplicaciones, Academic Press, Nueva York.
- Berliner, LJ (1979). Spin labeling II: teoría y aplicaciones, Academic Press, Nueva York.