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Estructura secundaria de proteínas y péptidos

El dicroísmo circular es conocido por la región espectral ultravioleta (UV). Las aplicaciones son limitadas en la mayoría de los casos porque las características bandas de absorción son generalmente anchas y tienen superpuestas otras bandas inespecíficas (por ejemplo, cadenas laterales de aromáticos). Sobre todo en biomoléculas, los grandes coeficientes de absorción y dispersión limitan las aplicaciones.

Con los infrarrojos (IR), las vibraciones moleculares se excitan. Las bandas de absorción correspondientes son estrechas y específicas en general. En infrarrojos no se observa un enmascaramiento de la información, a diferencia de lo que ocurre con el DC electrónico.

La figura siguiente muestra el DCV (arriba) y los espectros de absorción (abajo) de la hemoglobina (izquierda), lisozima (centro) y concavalina A (derecha) disueltas cada una de ellas en una solución de D2O (50 mg/ml) en una celda de 25 µm CaF2.

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Los espectros de absorción de estas tres proteínas son muy similares. Todos muestran una banda de absorción amid I comparativamente ancha y desesctructurada (principalmente con tensión de C=O), indicada por «I» y una banda de absorción amid II (principalmente con tensión de C-N y deformación de N-H), indicada por «II».

Al principio, con un análisis minucioso, es evidente que la banda amid I de la hemoglobina se comporta de forma asimétrica en torno a los 1650 cm-1, mientras que la concavalina A muestra el máximo de su absorción amid I a los 1630 cm-1 y un pequeño pico a 1690 cm-1.

A espectros de absorción similares, estas proteínas muestran diferencias significativas en sus estructuras secundarias: la hemoglobina se determina principalmente mediante una estructura de hélice alfa mientras que la concavalina A existe predominantemente en lámina beta y la lisozima comparte ambos elementos estructurales en cantidades comparables.

Mucho más evidentes son las diferencias en estructuras secundarias en los espectros DCV. La banda de tipo secundario de la hemoglobina es típica de una estructura secundaria hélice alfa mientras que la depresión en 1630 cm-1 del espectro DCV de la concavalina A es muy específica de las estructuras lámina beta. Así que no es sorprendente que el espectro DCV de la lisozima conste de ambos elementos estructurales.

Por tanto, la espectroscopia DCV proporciona una posibilidad única de determinar la estructura secundaria de las proteínas pero también permite la observación de cambios conformacionales. Experimentos en otras proteínas muestran sin ambigüedades que las señales DCV dependen de las estructuras secundarias.

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