Al utilizar la espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier FTIR, los investigadores del Centro de Biología Estructural y Bioinformática, Universidad Libre de Bruselas, Bruselas, Bélgica pueden aumentar en gran medida la cantidad de información que se puede extraer de un microarray de proteínas. En un nuevo informeen la edición actual de Espectroscopía biomédica e imagen , muestran cómo se pueden obtener espectros de alta calidad a partir de manchas de proteína no mayores que el diámetro de un cabello humano.
El uso común de microarrays de proteínas requiere la unión de proteínas a otros compuestos, como medicamentos terapéuticos. Se une una molécula fluorescente a la proteína de modo que si se produce la unión con el medicamento, habrá una señal luminosa del par unido. Sin embargo, estas proteínas fluorescentes pueden ser difíciles y costosas de producir, y la información se limita a determinar si el medicamento se une o no.
La espectroscopía infrarroja IR puede sondear la estructura molecular de una sustancia. Las diferentes longitudes de onda de la luz infrarroja son absorbidas por diferentes enlaces químicos en una molécula, y al escanear un rango de longitudes de onda, se pueden medir los tipos de enlaces. Estas medidas comprendenuna huella digital de las moléculas en la muestra. Además, los espectros IR no solo explican la naturaleza química de las moléculas celulares, sino también su forma. Son particularmente muy sensibles a la estructura secundaria de las proteínas.
Los investigadores crearon microarrays utilizando una herramienta comercial en la que se depositaron alrededor de 100 picolitros de proteína de la solución. Las manchas resultantes de proteína tenían aproximadamente 100 micrómetros de diámetro. Se utilizó una matriz de plano focal de 128x128 para recolectar un espectro infrarrojo completo de cada unode los puntos en la matriz, lo que resulta en 16,384 espectros completos. Estos espectros fueron preprocesados para eliminar el ruido aleatorio y hacer la corrección de fondo.
Para probar la sensibilidad del método, se prepararon soluciones de lisozima, albúmina y hemoglobina a concentraciones de 10 a 0.1 mg / ml y se depositaron en múltiples puntos. Los puntos únicos proporcionaron información estructural y de concentración de una proteína típica, la albúmina.
Según el investigador principal Erik Goormaghtigh, PhD, la combinación de tecnología FTIR y microarrays tiene tres ventajas principales.
2. Cuantificación directa y absoluta de proteínas: la detección infrarroja puede cuantificar la cantidad de proteína unida en una muestra.
3. Impresión completa de proteínas: las imágenes infrarrojas proporcionan un espectro vibratorio completo de la molécula de unión, que incluye información sobre reacciones químicas y estructura secundaria de proteínas.
"Los resultados de este estudio muestran que se pueden obtener espectros de alta calidad a partir de pequeñas cantidades de proteínas, es decir, debajo de una sola monocapa de proteínas", explicó el Dr. Goormaghtigh. "Esto es importante ya que abre el camino para utilizar imágenes infrarrojas,en lugar de fluorescencia, por ejemplo, para la detección de la unión. Este trabajo también muestra que ahora es posible producir análisis de proteínas de alto rendimiento mediante la combinación de tecnología de microarrays y espectroscopía infrarroja, lo que permite analizar cuantitativamente cientos de proteínas en pocos minutos.El proceso desde la producción / purificación de proteínas hasta el análisis de microarrays ahora está integrado en una plataforma robótica de alto rendimiento llamada Robotein ".
"El estudio realizado por Goormagtigh y colaboradores mejorará aún más la utilidad de la espectroscopía FTIR para la investigación de proteínas farmacéuticas y proteómica. El enfoque complementará y complementará muy bien las técnicas existentes, utilizadas para la caracterización de proteínas, como la CD, RMN y la espectrometría de masas,"comentó Espectroscopía biomédica e imagen Editor en Jefe Dr. Parvez I. Haris, Facultad de Salud y Ciencias de la Vida, Universidad de Montfort, Reino Unido.
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Materiales proporcionado por IOS Press . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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