manipulación y determinación de estructuras de proteínas
DESCRIPTION
Manipulación y determinación de estructuras de proteínas. Curso de Bioquímica 2002 Dr. Enrique Rudiño-Piñera. 7606 Factores de estructura 1359 Archivos con restricciones de RMN 8965. ¿COMO DETECTAR LA POSICIÓN DE CADA ÁTOMO?. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/1.jpg)
Manipulación y determinación de estructuras de proteínas.
Curso de Bioquímica 2002
Dr. Enrique Rudiño-Piñera
![Page 2: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/2.jpg)
7606 Factores de estructura1359 Archivos con restricciones de RMN8965
![Page 3: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/3.jpg)
¿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
![Page 4: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/4.jpg)
MÉTODOS DE DETERMINACIÓNCristalografía Resonancia magnética nuclear
Necesidad de obtener cristales
para eso se necesita una preparación extremadamente pura y conformacionalmente homogénea
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)
![Page 5: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/5.jpg)
Difracción de
Rayos X
![Page 6: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/6.jpg)
Mapa inicialA
just
es a
utom
átic
os
Aju
stes
man
uale
s
Modelo final
![Page 7: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/7.jpg)
d
ONDAS ATRAVEZANDO UNA VENTANA
/d<<1
![Page 8: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/8.jpg)
DIFRACCIÓN DE ONDAS
d
/d>>1
![Page 9: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/9.jpg)
LA FUENTE
![Page 10: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/10.jpg)
RöntgenStrahlen
1895-Wilhem Röntgen tiene 50 años y es profesor de física, director del Instituto de Física y Rector de la Universidad de
Würtzburg.
*Experimenta en Rayos Catódicos, obtiene una donación de untubo de rayos catódicos de Lenard.*Su proyecto era: Encontrar radiaciones de alta frecuencia generadas junto a los rayos catódicos y predichas por von Helmholtz
Platinocianurode Bario
+1metro
![Page 11: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/11.jpg)
![Page 12: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/12.jpg)
Cómo se generan los rayos X:
ánodos rotatorios y sincrotrones
Espejos de rayos X
Ánodo rotatorio
Sincrotrón
![Page 13: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/13.jpg)
![Page 14: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/14.jpg)
![Page 15: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/15.jpg)
EL OBJETO
![Page 16: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/16.jpg)
AceiteSemipermeable
Proteína 2LPrecipitante 2L
H2O
![Page 17: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/17.jpg)
![Page 18: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/18.jpg)
Un cristal se define por sus características físicas:a: Piezoelectricidadb: Cohesiónc: Difracción, etc.
Reloj de Cuarzo Lápiz Diamante
El orden a pequeña distancia induce orden a larga distancia
![Page 19: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/19.jpg)
¿Que pasa si cortas un cristal (en direcciones de cribado) ycada nuevo corte lo vez en el microscopio?
1X 5X 20X nX
Celda Unitaria
![Page 20: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/20.jpg)
3 magnitudes3 ángulos
ABC
Red 3D
![Page 21: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/21.jpg)
![Page 22: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/22.jpg)
Nomenclatura simétrica
![Page 23: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/23.jpg)
![Page 24: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/24.jpg)
![Page 25: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/25.jpg)
![Page 26: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/26.jpg)
1AOL Triptasa
GrupoEspacial
P41
![Page 27: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/27.jpg)
1AOL Triptasa
GrupoEspacial
P41
4/4
3/4
2/4
1/4
0
![Page 28: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/28.jpg)
¡MOMENTO LO ESTOY CARGANDO!
![Page 29: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/29.jpg)
![Page 30: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/30.jpg)
![Page 31: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/31.jpg)
![Page 32: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/32.jpg)
![Page 33: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/33.jpg)
![Page 34: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/34.jpg)
a) one object d) two columns of objects, each as a)b) two objects, each as a) e) a two-dimensional lattice of objects, each as a)
c) four objects, each as a) f) as e), with larger separation between objects
![Page 35: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/35.jpg)
Los cristales, después de
crecidos, deben colocarse en el has de rayos X
sin que se deterioren durante la medición
![Page 36: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/36.jpg)
Los detalles del mapa de densidad,
que permiten ubicar cada átomo en su posición, son
el resultado de medidas de alta
resolución
![Page 37: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/37.jpg)
RESOLUCION
Resolución: Varia
Todos los mapas se calcularon con contornos a 1.
![Page 38: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/38.jpg)
Aquí los datos son todos a 1.65 Å de resolución, pero los valores de
cambian de la siguiente manera:0.7 - 1.0 - 1.3 -1.6 y 2.1
0.7 1.0 1.3
1.6 2.1
![Page 39: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/39.jpg)
¿Qu₫ se sabe de los Rayos X de 1895 a 1912?
1. Se pueden polarizar.2. Existen los rayos X característicos.3.Según varios investigadores su esta entre 0.5 y 1.9A.4.Hay división entre: ¿onda o partícula?
Caf₫, Esquí, Físicos, Estudiantes de doctorado y Ocio
Difracción de rayos X
![Page 40: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/40.jpg)
Universidad de MunichLab. de Röntgen Inst. de Física Teorica Inst. de Mineralogia
Est. Dr. Paul Knipping
Director SommerfeldInv. Max von Laue
Asociado W. FriedrichEst. Dr. Paul Ewald
Inv. P. von Groth
1. Laue discute con Ewald sobre la tesis de este último, Laueesta escribiendo un capitulo sobre ondas electromagn₫ticas para
la enciclopedia que edita Sommerfeld.2. Laue y Sommerfeld esquiando en los Alpes la vibración t₫rmicade los átomos produciría una red muy desordenada para difractar
los rayos X3. Laue, Sommerfeld, Knipping, Friedrich y von Groth en el caf₫
Lutz de Munich.
![Page 41: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/41.jpg)
Placa Cristal Sulf. de Cobre
1er experimento Fte. Rayos X
Sulf. de Cobre2do experimento Fte. Rayos X
Cristal
![Page 42: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/42.jpg)
Conclusiones:1. Los Rayos X tienen 1000 veces menor que la luz visible.
2. Los cristales son redes tridimensionales regulares.3. Laue explica el fenómeno derivando la difracción de 1D a 3D.
LaueRecibe el Nobel de Física de 1914,
lo recibe en 1920.
![Page 43: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/43.jpg)
2
¿Pueden los rayos X ser reflejados por los planos atómicos del cristal?
![Page 44: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/44.jpg)
d
d
= 2d sen
Sigue la analogía de la luz blanca sobre un espejo.
![Page 45: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/45.jpg)
Pero podía medir , pero no conocía ni ni d!
1. Difractó cristales de NaCl, KCl, KBr y KI2. Uso el modelo de Pope y Barlow3. Midió la densidad del cristal de NaCl
= m/v ; v=m4. Ahora conocía el V de la celda Unitaria
si
en una celda cubica (d/)3 = V/3 entonces: d = V 1/3
y
Concluyo que = 1.10 A y que la distancia Na….Cl es 2.8A
= 2d sen
= 2V 1/3 sen
![Page 46: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/46.jpg)
¿Pero con que detector midió la difracción?
….paralelamente su padre invento el espectrómetrode ionización!!!!, y probo que la energía de los rayos X era
igual a la de los electrones usados en el tubo de rayos catódicos.
Juntos:1. analizaron los espectros de los rayos X generados por:Pt, Os, Ir, Pd, Rh, Cu, Ni, etc.2. Resolvieron la estructura de la fluorita (CaF2), la blenda(ZnS), la pirita (FeS2) y el Diamante (Cn).3. Prueban que los trabajos teóricos de Barlow y Fedorov sonreales.4. Reciben el premio Nobel de física en 1915.
![Page 47: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/47.jpg)
“La materia está constituida de partículas indivisibles denominadas átomos que pertenecen a un número finito de clases
distintas. En la realidad, solo existen los átomos y el vacío, lo demás es convención
1912-19501916- Debye y Scherrer descubren el m₫todo de polvos.1928-Kathleen Lonsdale resuelva la estructura del hexametilbenceno,Kekule descansa en paz.1934- Linus Pauling escribe “El enlace Químico.
…..y las macromoleculas? 1920-1 as evidencias de que las proteínascristalizan.
1949-Karle y Hauptman inventan los metodos directos (Nobel 1985).1950Žs-Perutz y Kendrew: Hemoglobina -Watson, Wilkins y Crick: ADN
![Page 48: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/48.jpg)
Macromol₫cula Pura
Cristalizarla
Difractar
Determinar distancia entre planos
Calcular la celda
Encontrar el grupo espacial(Fedorow, Barlow y Schonflies)
Encontrar la fase(Metodos directos, MIR, MR, MAD) Construir un modelo
Ajustar el modelo
Pensar, pensar y pensar
![Page 49: Manipulación y determinación de estructuras de proteínas](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050803/56814f01550346895dbc9274/html5/thumbnails/49.jpg)
Resultado cristalográfico
Cómo traducirlo en
términos biológicos