DETERMINACIÓN DE ESTRUCTURAS DE MACROMOLÉCULAS

BIOLOGÍA ESTRUCTURAL Estudia los fenómenos biológicos a nivel atómico y molecular. Las interacciones entre átomos son la base de esta descripción. Permite incorporar a la Biología los conocimientos obtenidos de la Física y la Química. La existencia de macromoléculas se asocia a los seres vivos.

Usando transformadas de Fourier se calcula la densidad electrónica de la molécula a partir de las amplitudes de las ondas difractadas y de los desfasajes de las mismas. A continuación se construye el modelo dentro de la densidad

1,2 dicloro etano en agua

Lipasas

El Ribosoma

Manipulación y determinación de estructuras de proteínas. Curso de Bioquímica

Modelo de la estructura 3D de la unidad mayor del Ribosoma

Animación de la estructura tridimensional del Ribosoma

Proteinas,peptidos Complejos proteínaAcidos Carbohidratos TOTAL y virus acido nucleiconucleicos Difracción de rayos X RMN TOTAL Factores de estructura 1359 Archivos con restricciones de RMN 8965

¿COMO DETECTAR LA POSICIÓN DE CADA ÁTOMO ? Necesitamos medir una señal que detecte la posición de cada átomo individual (que interaccione con cada átomo) debemos procesar la señal de la proteína completa y conseguir individualizar a partir de ella la posición de cada átomo debemos tener una señal de suficiente intensidad para poder descifrarla y encontrar los detalles suficientes para lograr determinar la estructura

MÉTODOS DE DETERMINACIÓN cristalografía Necesidad de obtener cristales para eso se necesita una preparación extremadamente pura y conformacionalmente homognea posibilidad de resolución atómica Estructura en solución Menor cantidad de macromolécula se interpretan los datos a partir de las posibles conformaciones (menos datos = mayor incertidumbre en los resultados) resonancia magnética nuclear

ONDAS QUE ATRAVIESAN UNA VENTANA

DIFRACCIÓN DE ONDAS VENTANA MENOR QUE LA LONGITUD DE ONDA Intensidad de la onda en funcón del ángulo de salida

Las ondas difractadas por diferentes ventanas interfieren entre sí. Se formarán nodos y máximos al variar el ángulo de salida de la onda.

INTERFERENCIA DE ONDAS DIFRACTADAS Si considero un conjunto de ventanas alineadas, me interesa analizar la intensidad de la onda saliente en función del ángulo de salida.

Difracción en ventanas y objetos

a) un objeto d) dos columnas de objetos como el a) b) dos objetos como el de a) e) una red bidimensional de objetos como el da a) c) cuatro objetos como el a) f) igual a e) pero con mayor distancia entre objetos

a) Red de ventanas en un plano b) Objeto único formado por seis ventanas puntuales. c) Dos objetos como el b) d) Cuatro objetos como el b) e) Una línea de objetos como el b) f) Una red plana de objetos como el b). COMPOSICIÓN DE ONDAS

¿Cuáles fotones interactúan cada uno con un átomo diferente? La longitud de la onda debe ser igual o menor que el tamaño del átomo: RAXOS X. ¿Cómo se generan los RAYOS X?: Método clásico

Como se generan los Rayos X Espejos de rayos X Ánodo rotatorio Sincrotrón

OSCILACIÓN DE UN GRADO Diagrama de difracción de un cristal de proteína

Los cristales, después de crecidos, deben colocarse en el has de rayos X sin que se deterioren durante la medición

Los detalles del mapa de densidad, que permiten ubicar cada átomo en su posición, son el resultado de medidas de alta resolución

¿Cómo es la densidad de un modelo calculada a partir de datos a diferente resolución?

RESOLUCIONRESOLUCION Resolución: Varia Todos los mapas se calcularon con contornos a 1 .

Aquí los datos son todos a 1.65 Å de resolución, pero los valores de  cambian de la siguiente manera: 0.7    -1.6  y 2.1  0.7  1.0  1.3  1.6  2.1 

EL OBJETO

Cristalización de Proteínas

Aceite Semipermeable Proteína 2  L Precipitante 2  L H2OH2O