Hispanopedia WikiLa sustitución isomorfa (SI) es históricamente el método más común para resolver el problema de fase en estudios de cristalografía de rayos X de proteínas . Para cristales de proteínas, este método se lleva a cabo sumergiendo el cristal de la muestra a analizar en una solución de átomo pesado o mediante cocristalización con el átomo pesado. La adición del átomo (o ion) pesado a la estructura no debe afectar la formación del cristal ni las dimensiones de la celda unitaria en comparación con su forma nativa; por lo tanto, deben ser isomorfas .
Primero se recopilan los conjuntos de datos del derivado nativo y del derivado de átomo pesado de la muestra. Luego, la interpretación del mapa de diferencias de Patterson revela la ubicación del átomo pesado en la celda unitaria. Esto permite determinar tanto la amplitud como la fase de la contribución del átomo pesado. Dado que el factor de estructura del derivado de átomo pesado ( Fph ) del cristal es la suma vectorial del átomo pesado aislado ( Fh ) y el cristal nativo ( Fp ) , entonces la fase de los vectores nativos Fp y Fph se puede resolver geométricamente.
La forma más común es la sustitución isomorfa múltiple (MIR), que utiliza al menos dos derivados isomorfos. La sustitución isomorfa simple es posible, pero produce un resultado ambiguo con dos fases posibles; se requiere una modificación de la densidad para resolver la ambigüedad. También existen formas que tienen en cuenta la dispersión anómala de rayos X de los átomos pesados impregnados, denominadas MIRAS y SIRAS respectivamente. [ 1 ] [ 2 ]
Desarrollo
Reemplazo isomorfo simple (SIR)
Las primeras demostraciones de reemplazo isomorfo en cristalografía provienen de James M. Cork , [ 3 ] John Monteath Robertson , [ 4 ] y otros. Una demostración temprana de reemplazo isomorfo en cristalografía se produjo en 1927 con un artículo que informaba sobre las estructuras cristalinas de rayos X de una serie de compuestos de alumbre de Cork. [ 3 ] Los compuestos de alumbre estudiados tenían la fórmula general A . B . (SO 4 ) 2 . 12H 2 O, donde A era un ion metálico monovalente ( NH4 + , K + , Rb + , Cs + , o Tl + ), B era un ion metálico trivalente ( Al 3+ , Cr 3+ , o Fe 3+ ) y S era generalmente azufre, pero también podía ser selenio o telurio . Debido a que los cristales de alumbre eran en gran medida isomorfos cuando se cambiaban los átomos pesados, podían ser faseados por reemplazo isomorfo. Se utilizó el análisis de Fourier para determinar las posiciones de los átomos pesados.
La primera demostración de reemplazo isomorfo en cristalografía de proteínas fue en 1954 con un artículo de David W. Green , Vernon Ingram y Max Perutz . [ 5 ]
Reemplazo isomorfo múltiple (MIR)
Ejemplos
Algunos ejemplos de átomos pesados utilizados en la espectroscopia MIR de proteínas:
- Los iones Hg 2+ se unen a los grupos tiol .
- Las sales de uranilo ( UO₂ + NO₃ ) se unen entre los grupos carboxilo del Asp y el Glu.
- El plomo se une a los residuos de cisteína.
- PtCl 4 2− ( ión ) se une a His
Véase también
Difracción anómala
Otro
Referencias
- ↑ "Diccionario de términos comunes utilizados en PHENIX" . phenix-online.org .
- ↑ "Reemplazo isomorfo (SIR, MIR)" . my.yetnet.ch .
- 1 2 Cork, JM (octubre de 1927). "LX. La estructura cristalina de algunos alumbres". The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science . 4 (23): 688– 698. doi : 10.1080/14786441008564371 . ISSN 1941-5982 .
- ↑ Robertson, J Monteath (1937-01-01). "Análisis de rayos X y aplicación de métodos de series de Fourier a estructuras moleculares" . Reports on Progress in Physics . 4 (1): 332– 367. Bibcode : 1937RPPh....4..332R . doi : 10.1088/0034-4885/4/1/324 . ISSN 0034-4885 . S2CID 250871380 .
- ↑ Green, DW; Ingram, Vernon Martin; Perutz, Max Ferdinand; Bragg, William Lawrence (14 de septiembre de 1954). "La estructura de la hemoglobina - IV. Determinación del signo mediante el método de reemplazo isomorfo". Actas de la Royal Society de Londres. Serie A. Ciencias Matemáticas y Físicas . 225 (1162): 287–307 . Bibcode : 1954RSPSA.225..287G . doi : 10.1098/rspa.1954.0203 . S2CID 96889917 .
Lecturas adicionales
- de la Fortelle E, Bricogne G (1997). "Refinamiento de parámetros de átomos pesados por máxima verosimilitud para métodos de reemplazo isomorfo múltiple y difracción anómala de múltiples longitudes de onda" . Cristalografía macromolecular, parte A. Métodos en enzimología. Vol. 276. págs. 472–494 . doi : 10.1016/S0076-6879(97)76073-7 . ISBN 978-0-12-182177-7. PMID 27799110 .
- Bella J, Rossmann MG (1998). "Un algoritmo general de fase para datos MAD y MIR múltiples". Acta Crystallogr. D . 54 (2): 159– 174. Bibcode : 1998AcCrD..54..159B . doi : 10.1107/s0907444997010469 . PMID 9761882 .
Enlaces externos
- Determinación de fases : un tutorial con ilustraciones y referencias.
Programas informáticos
- SOLVE (ahora fusionado con PHENIX) – Terwilliger, TC y J. Berendzen. (1999) "Soluciones automatizadas de estructuras MAD y MIR". Acta Crystallographica D55, 849-861.
Tutoriales y ejemplos
- cristalografía de rayos X
