Hispanopedia WikiEl etiquetado de espín dirigido al sitio (SDSL, por sus siglas en inglés) es una técnica para investigar la estructura y la dinámica local de las proteínas mediante resonancia de espín electrónico . La teoría de SDSL se basa en la reacción específica de los marcadores de espín con los aminoácidos . La estructura proteica incorporada de un marcador de espín se puede detectar mediante espectroscopia EPR . SDSL también es una herramienta útil en los exámenes del proceso de plegamiento de proteínas . [1]
Etiquetado giratorio
El etiquetado de espín dirigido al sitio (SDSL) fue pionero en el laboratorio del Dr. WL Hubbell . [2] [3] En SDSL, los sitios para la unión de los marcadores de espín se introducen en proteínas expresadas de forma recombinante mediante mutagénesis dirigida al sitio . Los grupos funcionales contenidos dentro del marcador de espín determinan su especificidad. A pH neutro, los grupos tiol de las proteínas reaccionan específicamente con los grupos funcionales metanotiosulfonato, maleimida y yodoacetamida, creando un enlace covalente con el aminoácido Cys . [4] Los marcadores de espín son un reportero molecular único, ya que son paramagnéticos (contienen un electrón desapareado). Los marcadores de espín se sintetizaron por primera vez en el laboratorio de HM McConnell en 1965. [5] Desde entonces, una variedad de marcadores de espín de nitróxido han disfrutado de un uso generalizado para el estudio de la estructura y la dinámica macromolecular debido a su estabilidad y a su sencilla señal EPR . El radical nitroxilo (NO) suele incorporarse a un anillo heterocíclico (p. ej. , pirrolidina ), y el electrón desapareado se localiza predominantemente en el enlace NO. Una vez incorporado a la proteína, los movimientos de una etiqueta de espín están dictados por su entorno local. Debido a que las etiquetas de espín son exquisitamente sensibles al movimiento, esto tiene profundos efectos en su espectro EPR. [4] [6]
También se ha estudiado el ensamblaje de complejos proteicos de membrana de múltiples subunidades mediante el marcaje de espín. La unión de la subunidad PsaC a las subunidades PsaA y PsaB del centro de reacción fotosintética, el fotosistema I, se ha analizado con gran detalle utilizando esta técnica. [7]
El grupo del Dr. Ralf Langen demostró que la SDSL con EPR (Universidad del Sur de California, Los Ángeles) se puede utilizar para comprender la estructura de las fibrillas amiloides y la estructura de la proteína alfa-sinucleína unida a la membrana de la enfermedad de Parkinson. [8] Un estudio de 2012 generó una estructura de alta resolución de las fibrillas de IAPP utilizando una combinación de SDSL, EPR de pulso y biología computacional. [9]
Referencias
- ^ Oda, Michael N (2003). "El dominio C-terminal de la apolipoproteína AI contiene un desencadenante conformacional sensible a los lípidos". Nature Structural & Molecular Biology . 10 (6): 455–60. doi :10.1038/nsb931. PMID 12754494. S2CID 25438936.
- ^ Altenbach, C.; Flitsch, SL; Khorana, HG; Hubbell, WL (1989). "Estudios estructurales sobre proteínas transmembrana. 2. Marcaje de espín de mutantes de bacteriorrodopsina en cisteínas únicas". Bioquímica . 28 (19): 7806–7812. doi :10.1021/bi00445a042. PMID 2558712.
- ^ Altenbach, C.; Marti, T.; Khorana, HG; Hubbell, WL (1990). "Estructura de la proteína transmembrana: etiquetado de espín de mutantes de bacteriorrodopsina". Science . 248 (4959): 1088–192. Bibcode :1990Sci...248.1088A. doi :10.1126/science.2160734. PMID 2160734.
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- ^ Bordignon, E. ; Steinhoff, H.-J. (2007). "Estudio de la estructura y dinámica de las proteínas de membrana mediante etiquetado de espín dirigido al sitio ESR". En Biological Magnetic Resonance 27 - Espectroscopia ESR en biofísica de membranas . Biological Magnetic Resonance. 27 : 129–164. doi :10.1007/978-0-387-49367-1_5. ISBN 978-0-387-25066-3.
- ^ Jagannathan, B; Dekat, S; Golbeck, JH; Lakshmi, KV (2010). "El ensamblaje de un complejo de proteínas de membrana fotosintéticas multisubunidades: un estudio espectroscópico de EPR con etiquetado de espín específico del sitio de la subunidad PsaC en el fotosistema I". Bioquímica . 49 (11): 2398–2408. doi :10.1021/bi901483f. PMID 20158221.
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- ^ Bedrood, Sahar; Yiyu Li; J. Mario Isas; Balachandra G. Hegde; Ulrich Baxa; Ian S. Haworth; Ralf Langen (febrero de 2012). "Estructura fibrilar del polipéptido amiloide de los islotes humanos". J. Biol. Chem . 287 (8): 5235–41. doi : 10.1074/jbc.M111.327817 . PMC: 3285303. PMID : 22187437.