Biofizyka, wykład 5
Efekt Overhausera - magnetyczne oddziaływanie jądro-jądro przez przestrzeń (z wykluczeniem oddziaływań elektronowych)
Rejestracja różnych parametrów NMR (slajd) - wiele parametrów składa się na pewne elementy strukturalne, które możemy odczytać z widma
Wykonanie widma NMR wymaga dużej ilości materiału (stężenia milimolowe, najmniej kilkasetmikromolowe)
in vivo NMR - śledzenie w żywych komórkach szlaków metabolicznych (np.: przy zawale), śledzenie tylko niektórych cząsteczek o odpowiednim stężeniu, można tę metodę zastosować do badania nieinwazyjnego pH w komórkach.
in cell NMR - badanie zagadnień związanych z dużymi polimerami w ich naturalnych warunkach środowiska
Techniki badań NMR wymagają znakować (na przykład C-13 - naturalnie 1% w węglu)
Najlepiej stosować do badań znakowane białka i kwasy nukleinowe - 100% C-13 i N-15, a także deuterowane
Wykorzystywanie NMR do obrazowania - przestawianie tkanek i narządów w sposób nieinwazyjny, rezonans protonowy (w różnych tkankach różna ilość wody - to uwidacznia takie obrazowanie)
MRI - slajd
stałe pole B - 1 sygnał
wzdłuż kierunku ustawienia probówek - liniowy gradient pola B - zarejestrowano 2 sygnały o różnych przesunięciach
detekcja guzów o średnicy 1 mm!
Mikroskopia NMR (główka muchy na slajdzie)
MRI łączy się często z in vivo NMR (MRI pozwala na określenie miejsca działania (?) a in viwo NMR pobiera widmo)
Rentgenografia
wyznaczanie struktur w monokryształach (struktury bardzo regularne odzwierciedlające symetrię cząsteczek je tworzących)
kryształ molekularny - wysokopowtarzalny w 3 kierunkach
komórki elementarne
symetria translacyjna (powtarzająca się cały czas w przestrzeni)
symetria lokalna (obracanie itd. - formy tego samego typu zawsze trafiają w to samo miejsce)
Jeśli podziałamy taką długością fali jak długość wiązać między cząsteczkami w krysztale (1-2 A), to w wyniku rozproszenia na elektronach zaobserwujemy obraz dyfrakcyjny (wygaszona lub wzmocniona fala w pewnych kierunkach)
Dyfraktogram - staramy się określić gęstość elektronową
Atomy drgają - nawet w kryształach, co zaciera trochę obraz, ale tak możemy określić położenie atomów nawet do setnych części angszrema
PROBLEM FAZOWY (at. wyn? rozpr jak dany atomo rozprasza - nie wiem o co mi chodzilo)
mapa od intensywności rozpraszania do mapy gęstości elektronowej jest trudna (na odwrót zrobić to łatwiej) Potrzebne są dwie rzeczy:
intensywność prążka
wyznaczenie fazy dla każdego (prążka?)
Metoda molekularnego podstawienia (bierzemy strukturę podobnego kryształu)
Technika (jakiegośtam) izomorficznego podstawienia - wiele kryształów o tej samej symetrii
w białkach jon metali
DNA znakowane przez jodowanie tyminy silne centra rozpraszające, łatwiej ustalić fazy
jednoznaczne rozwiązanie fazy dają 3 badane kryształy
Technika MAD
jeden kryształ z atomem rozpraszającym stosuje się promieniowanie rentgenowskie dla kilku długości fali aby zbliżyć się do granicy anomalnego rozproszenia - kiedy to układ zaczyna silnie absorbować promieniowanie X
białko zawierające metioninę z selenem zamiast siarki (selenometionina) - MAD używany do białek, musi być kryształ bez defektu
Do układu dyfrakcyjnego daje wkład tylko woda związana ustrukturalizowanie z cząsteczkami badanymi
Kiedy mamy dyfraktogram musimy ustalić fazy, potem możemy już pracować nad mapą gęstości elektronowej i sytuujemy atomy na mapie - przybliżona struktura naszej cząsteczki.