Ejercicios de Espectroscopía          biofisica

 

 

7.1.- En la figura se muestra el de forma esquemática, el espectro de absorción electrónica de una substancia, bajo distintas condiciones experimentales:


          a) En un líquido con fuerzas intermoleculares débiles

b) En forma gaseosa, a muy baja presión.

c) En forma gaseosa, a una presión moderada.

d) En un líquido con fuerzas intermoleculares fuertes

Asignar cada uno de los casos a cada uno delos esquemas de la figura, justificando razonablemente la asignación, y explicando la forma del espectro en términos de los niveles de energía de rotación, vibración, y electrónicos.

         solución

 

8.13.-a) Dibuje de forma esquemática el espectro UV-visible de: Fosforilasa, Albúmina, Hemoglobina,  AMP, y un peptido formado por Arginina, Acido Glutámico, y Treonina.

b) ¿ Por qué no se suelen medir absorbancias por encima de 2?

           c) Explique en qué consiste, y cómo se puede usar la banda Amida I para obtener información estructural de proteínas?

            solución

           

 

8.16.- La figura (ver la cuarta página de la "Colección de Figuras" relacionadas con RMN) representa varios espectros de RMN correspondientes a una proteína (calmodulina)  realizados en presencia de distintas concentraciones de un polipéptido (polilisina). Las diferentes relaciones molares están indicadas a la izquierda de la figura.

a) Indique la relación molar a partir de la cual se puede hablar de una interacción calmodulina - polilisina. b)Explique el significado de los aminoácidos marcados con flechas en la figura.

         Figura en: Hardy RW et al. (1994) BBRC 198, 309

         solución

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ejercicio 7.1

 

 


                 

 Ver  PHYSICAL CHEMISTRY. P. Atkins y Julio de Paula (7ª Ed. en inglés) p. 495            

La justificación de la respuesta está relacionada con la relación de incertidumbre:

DE t   @   h

de forma que el tiempo de vida media en el estado excitado, t , es inversamente proporcional al error en el valor de los niveles de energía, DE. El aumento de la interacciones intermoleculares al aumentar la presión, ó como consecuencia de las interacciones con el disolvente, produce una disminución de t , con el consiguiente aumento de DE, aumentando así la anchura de las líneas de absorción.

 

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Ejercicio 8.13

 

a) Los espectros de fosforilasa y albúmina serán similares , y correspondientes a los de cualquier proteína con una composición regular de aminoácidos. Un ejemplo de albúmina se encuentra en la "Colección de Figuras" correspondientes UV-visible. La característica fundamental es ausencia de absorción en la zona de visible, por encima de 320 nm, un máximo de absorción en UV, centrado en el entorno de 280 nm, y debido fundamentalmente a la contribución del triptófano, y una rama ascendente que se sale de escala, por debajo de 260 nm, debida fundamentalmente a las transiciones s  a s* , de practicamente todos los grupos químicos de la molécula, y que tienen el máximo de absorción en la zona de UV de vacio, por debajo de 200 nm. Ejemplos de este tipo de espectros se pueden encontrar en cualquier libro de Bioquímica (ver por ejemplo la página 222 de BIOQUÍMICA. Mathews y van Holde. McGraw-Hill. 2ª Edición en castellano.

 

En el caso de fosforilasa se puede encontrar, además, un máximo de absorción en el entorno de 330 nm, que corresponde a la absorción del Fosfato de Piridoxal, molécula que la proteína lleva unida de forma covalente. El coeficiente de extinción a esta longitud de onda, sin embargo, es mucho menor que a 280 nm, y la banda aparece como un hombro de pequeña intensidad.

 

El espectro de hemoglobina también será similar al de cualquier proteína. En este caso, sin embargo, el grupo hemo presenta una fuerte absorción en el entorno de 400 nm, con coeficiente de extinción mucho mayor que el correspondiente a la banda de 280 nm. Ver BIOPHYSICS (Varios Autores, editado por W. Hoppe y otros) Springer-Verlag, 1982. p.105.

 

El espectro de AMP presentará,  como el de todos los nucleótidos, un máximo en el entorno de 260 nm. En la "Colección de Figuras" se puede encontrar el de ATP.  Ver también página 222 de BIOQUÍMICA. Mathews y van Holde. McGraw-Hill. 2ª Edición en castellano.

 

 El espectro de un péptido formado por los aminoácidos Arginina, Acido Glutámico, y Treonina mostrará la rama ascendente que se sale de escala, sin máximos aparentes, al carecer de los aminoáciodos aromáticos, o de cualquier otra molécula capaz de absorber radiación visible-UV.

 

b) La absorbancia es, por definición, A = - log I/Io. Una absorbancia 2, supone que la relación I / Io es igual a 0.01. Es decir, un 99% de la radiación incidente es absorbida por la muestra, y la señal que llega al detector ya es muy baja. Absorciones mayores, suponen energías todavía más bajas para ser detectadas, con el consiguiente aumento en el error de detección.

 

c) El uso de la banda Amida I se basa en la información empírica de que su posición exacta en el espectro de IR de una proteína depende de la estructura secundaria de la misma. Mediante el uso de las tablas se puede distinguir entre a-hélice (1650 cm-1) y lámina b (1630 cm-1).

 

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Ejercicio 8.16

 

a) Este es un ejemplo de utilización empírica de la RMN para detectar interacciones proteína-proteína. Se puede observar que a una relación de polilisina sobre calmodulina superior a 1:1, se produce un cambio aparente en la zona del espectro de RMN en que se trabaja. Los aminoácidos marcados son los que se conocen para este espectro como responsables de las bandas observadas en calmodulina. Son aminoácidos aromáticos, como corresponde a la zona de campo bajo que se está observando.

 

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