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Resonancia magnética nuclear Al igual que la anterior, es una técnica de estudio de la estructura molecular de las proteínas, que se aplica una vez que la molécula ha sido purificada. La técnica es muy poderosa, pero difícil de aplicar a moléculas complejas, como son las proteínas. No obstante, el avance técnico en la construcción de equipos cada vez con mayor poder de resolución está permitiendo aplicar la técnica a proteínas e, incluso, a tejidos y organismos enteros, lo que ha supuesto un avan- ce espectacular en el diagnóstico médico de enfermedades y altera- ciones estructurales. La técnica se basa en que los núcleos de los átomos de número impar de protones, como el hidrógeno (el isótopo más común, el protio) o el carbono 13 tienen un spin que permite que dichos núcleos se comporten como pequeños imanes. Cuando se aplica un campo magnético, los núcleos se orientan con distintos spin o, lo que es lo mismo, con distintos estados energéticos. Si entonces se irradian las moléculas con microondas, los núcleos pasan de un estado ener- gético a otro, y ello da lugar a lo que se conoce como resonancia magnética nuclear (RMN). Para conseguir la resonancia se puede cambiar el campo mag- nético o la longitud de onda de las microondas, aunque es más común variar el campo. Los estados energéticos de un núcleo y, por tanto, la energía para entrar en resonancia son muy dependientes del microentorno que le rodea, por lo que hidrógenos distintos, por ejemplo, en una cadena lateral de un aminoácido proteico, resuenan a distinta intensidad de campo. Las diferencias se llaman desviacio- nes químicas, pero lo importante es que dan información de la situa- ción del núcleo en resonancia y de sus núcleos vecinos, lo que posi- bilita la determinación de la estructura tridimensional de la proteína. Espectrometría de masas (MS) Esta técnica se basa en métodos de ionización suave que permiten convertir moléculas grandes, polares y no volátiles en iones en fase gaseosa para determinar su masa/carga (m/z), que se convierte en el principal parámetro para la identificación de la molécula original. Como es difícil volatilizar iones grandes de una proteína íntegra, que tengan una buena estabilidad frente a colisiones y un tiempo de vuelo prolongado por su elevada masa, en principio, está más enfocada a péptidos, por lo que se hace una digestión previa de la proteína. En la MS, la exactitud se mide en ppm, que es una medida de la precisión de la determinación de la masa. Se define por el error rela- tivo de la masa: ppm = (∆M / M ). 106. Ello significa que un error de 1 ppm afecta a la sexta cifra significativa de la masa. Las partes esenciales de cualquier espectrómetro de masas son: — Una interfase para la ionización suave y la vaporización de las muestras, para su introducción. — Un analizador de masas que mida, tanto la relación masa/carga (m/z), como la carga neta y que pueda caracteri- zar cada especie en función de esos parámetros. — Finalmente, el detector para cuantificar la abundancia de cada ion caracterizado por el parámetro m/z. Principales métodos de ionizacion suave 1. MALDI (Matrix Assistant Laser Desorption Ionization): desor- ción ionizante por láser asistida por la matriz. Esta técnica tiene como característica fundamental que forma sólo iones monova- lentes, de manera que la relación m/z de las muestras coincide con la masa. Esto simplifica el análisis de las especies obtenidas, ya que cada molécula da una sola especie. Sin embargo, hace difícil su aplicación a moléculas de masa grande, por el gran valor de m/z del ion obtenido. Se utiliza una placa metálica, donde se deposita una gota de la muestra proteica disuelta en una solución de anali- tos que favorecen la desorción ionizante. Tras dejar secar la gota, se irradia la superficie con rayo láser para lograr la ionización y volatilización de los cristales, que absorben luz de láser en la lon- gitud de onda y frecuencia apropiadas y atrapan las moléculas a analizar. Para consultar un esquema del MALDI acoplado a un espectrómetro TOF, véase la Figura A IV-2. 748 | Apéndice IV Figura anexo IV-2. Esquema de un espectrómetro MALDI-TOF: Tras la preparación de la muestra en el medio adecuado, se depo- sitan gotas sobre la placa de MALDI y se secan. Los iones se vaporizan mediante láser que impactan en el residuo de las gotas y así penetran en un tubo de alto vacío. Su aceleración en el tubo está en relación inversa a su tamaño, por lo que los más pequeños son los primeros en llegar al detector. La masa molecular se calcula mediante calibración del tubo, siendo inversamente proporcional al tiem- po de vuelo (TOF). + + + + + + + ++ + + - - + + - - - + + - - + + + + + Láser Placa Detector donde inciden los iones 43 Apéndice IV 8/4/05 13:18 Página 748
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