Zeitschrift für Physikalische Chemie und Biophysik
Offener Zugang

Abstrakt

Oberflächen-FTIR-Techniken zur Analyse der Konformation von Proteinen/Peptiden in einer H2O-Umgebung

Joseph D. Combs, Cuauhtemoc U Gonzalez und Chengshan Wang

Proteine/Peptide, die an verschiedenen biochemischen Prozessen in biologischen Systemen beteiligt sind, enthalten infrarotaktive (IR) Schwingungen. Unter allen IR-Absorptionsbändern von Proteinen/Peptiden entsteht das Amid-I-Band hauptsächlich aus der Streckschwingung der Carbonyle (C=O) in den Amidbindungen des Rückgrats und ist empfindlich gegenüber den Konformationen (wie α-Helix, β-Faltblatt, unstrukturierte Konformation usw.) in einem Protein/Peptid. Daher wurde das Amid-I-Band verwendet, um das biophysikalische/biochemische Verhalten von Proteinen/Peptiden in biologischen Proben (z. B. lebenden Zellen oder Geweben) zu überwachen. Aufgrund der intensiven IR-Absorption von H2O um 1620 cm-1, die sich mit dem Amid-I-Band überlappt, war es jedoch schwierig, reproduzierbare IR-Spektren von Proteinen/Peptiden in H2O-Lösung durch direkte Transmissionsmessung mit einer Flüssigkeitszelle mit einer Weglänge im Millimeterbereich zu erhalten. Daher wurden viele IR-Spektren von Proteinen/Peptiden in D2O aufgenommen, das eine IR-Absorption von etwa 1200 cm-1 aufweist. Da D2O möglicherweise kein günstiges Lösungsmittel für biologische Proben ist, wurde die Position des Amid-I-Bandes verschiedener Konformationen als Referenz für biologische Proben benötigt. Folglich wurden verschiedene Oberflächen-FTIR-Techniken (wie Infrarot-Reflexions-Absorptionsspektroskopie oder IRRAS und abgeschwächte Totalreflexion oder ATR) entwickelt, um die IR-Spektren von Proteinen/Peptiden in H2O-Umgebungen zu erhalten, und wurden hier besprochen.