Fisicoquimica Levine Volumen 1 5ta Edicion

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    La espectroscopa de fluorescencia en el anlisis estructural

    de protenas y de agregados amiloides

    Introduccin

    La luz puede ser absorbida y emitida por ciertos compuestos y a este proceso se lo

    denomina luminiscencia. Existen dos tipos de luminiscencia: la fluorescencia y la

    fosforescencia. En la fluorescencia el tiempo entre la absorcin y emisin de la luz es del orden

    de 10-8 segundos, mientras que el proceso de fosforescencia es mucho ms lento y toma

    alrededor de 10-3 a 1 segundo en ocurrir. As, la fluorescencia dura nicamente mientras dura el

    estmulo, es un fenmeno virtualmente instantneo, mientras que la fosforescencia puede durar

    hasta minutos luego de desaparecido el estmulo.

    La espectroscopa de fluorescencia es un mtodo muy utilizado en mediciones analticas

    y en la investigacin cientfica, especialmente en bioqumica y biomedicina. Las dos razones

    principales por las que se masific el uso de esta tcnica espectroscpica son: 1) su gran

    sensibilidad y 2) el alto nivel de evolucin alcanzado tanto por los instrumentos requeridos,

    como por los fluorforos diseados para aplicaciones especficas. An cuando una de las

    aplicaciones ms utilizadas de la fluorescencia es el marcaje de macromolculas (como una

    alternativa al marcaje con istopos radiactivos), puede ser usada por ejemplo para realizar

    estudios de dinmica molecular, anlisis estructural de protenas, cuantificacin de iones en

    compartimentos celulares, microscopa, anlisis de potencial de membrana, interacciones entre

    macromolculas, etc.

    Comparada con los mtodos de absorcin, la sensibilidad de los mtodos basados en

    fluorescencia es 10 a 10.000 veces mayor, esto significa que se pueden analizar nanogramos a

    picogramos de diversos analitos con muy buenos resultados. Otra ventaja de la fluorescencia es

    su especificidad, que permite identificar molculas especficas en matrices complejas. Como

    desventaja se puede distinguir que tiene menos aplicaciones que la espectroscopa de absorcin,

    ya que es relativamente limitada la cantidad de sistemas qumicos que exhiben fluorescencia. Sin

    embargo, an cuando el analito no exhiba fluorescencia natural, se pueden usar sondas

    fluorescentes que se unen a grupos funcionales especficos en la molcula en estudio.

    Fluorforos

    La fluorescencia es el resultado de una serie de procesos que ocurren en ciertas

    molculas llamadas fluorforos. Dichas molculas son generalmente orgnicas poliaromticas o

    heterociclos. Los tomos son generalmente no fluorescentes, pero una notable excepcin son los

    La Fluorescencia es un fenmeno fsico mediante el cual ciertas sustancias absorben

    energa en forma de radiacin electromagntica emitindola en una longitud de onda

    mayor en un perodo de tiempo muy corto.

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    lantnidos, por ejemplo europio o terbio, cuya fluorescencia resulta de la transnicin electrnica

    entre orbitales .

    Los fluorforos se pueden dividir en dos clases generales: extrnsecos e intrnsecos. Se

    denomina fluorforo intrnseco a aquel que por si mismo presenta fluorescencia. Por ejemplo el

    grupo indol del triptofano en las protenas. Fluorforo extrnseco es aquel que se agrega a una

    muestra que no presenta fluorescencia. Por ejemplo el 1,6-difenil- 1,3,5 hexatrieno (DPH) que se

    utiliza para medir fluidez de membranas, las cuales no presentan fluorescencia.

    Fundamento

    Cuando el fluorforo absorbe luz uno de sus electrones pasa a un estado excitado (de

    mayor energa) que es inestable y al retornar a su estado basal, el exceso de energa se libera en

    forma de luz pero de una longitud de onda mayor (menor energa) a la de excitacin. Este

    proceso es representado por el diagrama de Perrin-Jablonski (Figura 1).

    Figura 1. Diagrama de Perrin-Jablonski

    Un fluorforo absorbe energa electromagntica pasando de un estado electrnico basal

    (S0) a un estado electrnico excitado (S1) luego de absorber un fotn (es decir, luz) de energa:

    E = h .ex

    donde E es la energa, h es la constante de Planck y ex es la frecuencia de excitacin. Esta

    energa es suministrada por una fuente de luz externa. La absorcin de luz produce una transicin

    electrnica en el fluorforo: un electrn es promovido desde el orbital molecular ocupado ms

    externo al orbital molecular desocupado ms cercano al mismo (Figura 1). Este proceso est

    dirigido por distintas reglas de seleccin y la probabilidad de que la transicin se produzca est

    reflejada por el coeficiente de absortibidad molar, (M-1. cm-1) que est determinado por la ley

    de Lambert y Beer para cada longitud de onda:

    Decaimiento

    vibracional

    Decaimiento

    vibracionalActivacin

    trmica

    Fosforescencia

    Fluorescencia

    Excitacin

    Cruce

    intersistema

    Decaimiento

    vibracional

    Decaimiento

    vibracionalActivacin

    trmica

    Fosforescencia

    Fluorescencia

    Excitacin

    Cruce

    intersistema

    S0 + hexc S1 Excitacin

    S1 S0 + hem Fluorescencia

    S1 T1 Cruce intersistema

    T1 S0 + hem Fosforescencia

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    A = . l. c

    donde A es la absorbancia, l es el paso ptico y c la concentracin del fluorforo.

    En fosforescencia el electrn excitado sufre una transicin a un estado ms estable (T1), y

    la emisin con energa hem resulta mantenida por un tiempo prolongado. En fluorescencia el

    estado excitado dura un tiempo finito, normalmente entre 10-9 a 10-8 segundos. En este tiempo el

    fluorforo sufre cambios conformacionales y esta sujeto a mltiples interacciones con el medio

    ambiente molecular. Estos procesos tienen dos consecuencias importantes (Figura 1): 1) debido a

    la energa que se disipa durante el tiempo de vida del estado excitado, el fotn de energa emitido

    hem, es de menor energa que el fotn que el fluorforo absorbi previamente, por lo tanto la

    longitud de onda de emisin es mayor que la de excitacin; 2) no todas las molculas que se

    excitaron inicialmente por absorcin retornan al estado basal de energa por emisin de

    fluorescencia. Otros procesos como por ejemplo: quenching colisional, transferencia de

    energa de fluorescencia por resonancia (RET), conversin interna o desactivacin no radiativa y

    formacin de un fotoproducto pueden disminuir la cantidad de molculas en el estado excitado y

    por lo tanto disminuyen el rendimiento cuntico de fluorescencia (Figura 2).

    El rendimiento cuntico de fluorescencia, F es la razn entre la cantidad de fotones

    emitidos y la cantidad de fotones absorbidos por una molcula:

    F = cantidad de fotones emitidos / cantidad total de fotones absorbidos

    Figura 2: Esquema del paso al estado excitado y de los posibles procesos de disipacin de energa

    Espectro de fluorescencia

    En espectroscopa de fluorescencia se registran espectros de excitacin y de emisin. El

    espectro de excitacin se corresponde con el espectro de absorbancia. Ambos espectros son una

    representacin de la intensidad de fluorescencia en unidades arbitrarias en funcin de la longitud

    de onda en nm. Para registrar el espectro de emisin se fija una longitud de onda de excitacin y

    para el de excitacin se fija una longitud de onda de emisin. Una caracterstica llamativa de los

    10-8 segundos

    Quenching o transferencia de energa de fluorescencia por resonancia

    Estado

    basal

    Estado

    excitado*

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    espectros de excitacin y emisin de fluorescencia es que para algunas molculas estos son

    imgenes especulares uno del otro, a esto se llama regla del espejo (Figura 3). Alteraciones de

    esta regla se pueden deber a impurezas fluorescentes de la muestra o, en muestras muy diluidas,

    a una banda Raman que es la banda de vibracin del agua. Adems existen muchas sustancias

    que no siguen esta regla (Figura 4) y esto se debe a una diferencia de arreglos geomtricos del

    ncleo en el estado excitado si se compara con el estado basal.

    Figura 3. Imgenes especulares de los espectros de excitacin y emisin de fluorescencia del

    isotiosianato de fluorescena (FITC)

    Figura 4. Espectros de excitacin y emisin de fluorescencia del p-terfenilo

    Otra caracterstica de los espectros de fluorescencia es que el espectro de emisin es

    independiente de la longitud de onda de excitacin (exc), debido a la disipacin parcial de

    energa de excitacin que ocurre durante la duracin del estado excitado (Figura 5).

    Intensidad de flu

    orescencia

    Intensidad de fluorescencia

    Intensidad de flu

    orescencia

    Intensidad de fluorescencia

  • 5

    El espectro de emisin de fluorescencia vara marcadamente con la estructura qumica

    del fluorforo y del solvente en el que esta disuelto.

    Intensidad de fluorescencia

    Intensidad de fluorescencia

    Figura 5. Independencia del pico de mxima emisin y la longitud de onda de excitacin.

    Espectro de excitacin de un compuesto y sus diversos espectros de emisin excitando a las longitudes

    de onda EX1, EX2 y EX3.

    Procesos de disipacin de energa

    Quenching

    El quenching o atenuacin de fluorescencia puede ser definido como cualquier proceso

    que disminuye la intensidad de fluorescencia de un determinado fluorforo sin cambiar el

    espectro de emisin. Puede ser el resultado de interacciones del estado excitado con otras

    molculas, por ejemplo el solvente (quenching colisional) o por la formacin de complejos del

    estado basal no fluorescentes. El auto quenching (self-quenching) es la disminucin de la

    fluorescencia debida a la alta concentracin del fluorforo, el cual al disminuir su concentracin

    aumenta la fluorescencia, por ejemplo: calceina o carboxifluoresceina, los cuales se los emplea

    para medir perdida de contenido de liposomas o de organelas. Cuando el fluorforo se ha

    incorporado en el interior de vesculas en altas concentraciones, no fluoresce, pero si por alguna

    razn, se altera la permeabilidad de la membrana, sale al medio, se diluye y fluoresce.

    Transferencia de energa de fluorescencia por resonancia (RET)

    La transferencia de energa de fluorescencia por resonancia (RET) se basa en la

    transferencia de energa entre un grupo donante y un aceptor. Deriva de la capacidad del donante

    fluorescente de excitar al aceptor, si ambos se encuentran a una distancia apropiada (entre 1 y 10

    nm). La excitacin de molculas de aceptor puede ocurrir por transferencia directa de energa de

    las molculas donor excitadas y sta se manifiesta como una reduccin en la intensidad de

    emisin de la fluorescencia del donor y un correspondiente incremento en la intensidad de

    emisin del aceptor de fluorescencia (Figura 6). El fluorforo donante excitado presenta

    fluorescencia a una determinada longitud de onda. La aproximacin estrecha de un segundo fluorforo

    con una banda de absorcin que se superpone con la banda de emisin del donante, conduce a la

    excitacin del aceptor por el donante y la fluorescencia resultante es de mayor longitud de onda.

  • 6

    Fuente luminosa

    Longitud de onda

    de exitacion del

    donante

    Fluorescencia del donante

    Fluorescencia del aceptorRET

    Donante

    excitado

    Donante

    excitado

    Aceptor

    excitado

    Fuente luminosa

    Longitud de onda

    de exitacion del

    donante

    Fluorescencia del donante

    Fluorescencia del aceptorRET

    Donante

    excitado

    Donante

    excitado

    Aceptor

    excitado

    Longitud de onda

    de exitacion del

    donante

    Fluorescencia del donante

    Fluorescencia del aceptorRET

    Donante

    excitado

    Donante

    excitado

    Aceptor

    excitado

    Figura 6. Transferencia de energa de fluorescencia por resonancia

    Anlisis estructural de las protenas

    Hay slo tres aminocidos aromticos que absorben luz en la regin del ultravioleta

    cercano ( > 240 nm) y son: fenilalanina (Phe), tirosina (Tyr) y triptfano (Trp). El espectro de

    emisin de fluorescencia de las protenas est determinado por la presencia en la cadena proteica

    de dichos aminocidos. Adems existen cofactores como FMN, FAD, NAD y porfirinas que

    tambin presentan fluorescencia cuando estn presentes en las protenas. Los cambios de la

    fluorescencia intrnseca pueden ser usados para monitorear cambios estructurales en la protena.

    Los tres aminocidos aromticos tienen distinta absorcin y emisin de fluorescencia,

    como se resume en la tabla 1.

    ex (nm) em (nm) F Trp 295 353 0,20

    Tyr 275 304 0,14

    Phe 260 282 0,02

    Tabla 1. Caractersticas de fluorescencia de los aminocidos aromticos

    La fluorescencia de una protena es una sumatoria de las fluorescencias de los distintos

    residuos aromticos que posee, pero generalmente se estudia entre 280-295 nm siguiendo la

    fluorescencia del triptfano. Generalmente, se mide la emisin de fluorescencia del triptfano

    por su mayor rendimiento cuntico y su vida media ms prolongada. Adems, la proximidad de

    estos tres aminocidos en la estructura de una protena permite que ocurra transferencia de

    energa por resonancia (RET) entre Phe y Tyr y entre Tyr y Trp, siendo la fluorescencia del Trp

    la nica que no se transfiere. Las protenas usualmente tienen un nmero limitado de Trp y ste

    est generalmente en el sitio activo de las protenas.

    La tirosina, como el triptfano, tiene una fuerte banda de absorcin a 280 nm. Es un

    emisor ms dbil que el triptfano, pero puede contribuir significativamente a la fluorescencia de

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    la proteena, ya que normalmente est en un nmero mayor. La fluorescencia de la tirosina puede

    ser fcilmente transferida si se encuentra cerca del triptfano.

    La fenilalanina, con slo un anillo bencnico y un grupo de metileno es dbilmente

    fluorescente. La sensibilidad experimental (el producto de rendimiento cuntico y absortividad

    molar) es especialmente baja para este residuo. La fluorescencia de la fenilalanina se observa

    slo en ausencia de tirosina y triptfano.

    Los espectros de fluorescencia y el rendimiento cuntico son generalmente ms

    dependientes del medio ambiente que los espectros de absorcin y los coeficientes de extincin

    molar. En las protenas los residuos de Trp se encuentran generalmente formando parte del

    ncleo hidrofbico de las mismas y por lo tanto est en regiones donde las molculas de agua

    tienen poco acceso, el espectro de emisin del mismo, se corre hacia el ultravioleta (corrimiento

    hacia el azul) con el mximo de emisin generalmente en 330 nm. Esto se debe a que la energa

    emitida es mayor que cuando la cadena lateral se encuentra en contacto con el solvente, donde

    parte de la energa absorbida es transferida a las molculas de agua y por lo tanto la longitud de

    onda del mximo de emisin es mayor (340-350). Esto tambin sucede cuando una protena se

    desnaturaliza. Por ejemplo, cuando al pptido MccJ25-Trp se lo resuspende en concentraciones

    crecientes de dioxano, se ve un corrimiento hacia menores longitudes de onda y un aumento de

    la fluorescencia (Figura 7).

    Figura 7. Efecto del solvente en la fluorescencia del triptofano de la MccJ25-Trp.

    Los rendimientos qunticos de los tres aminocidos aromticos decaen cuando se

    incorporan a una protena. En la Tabla 2 se comparan las caractersticas de la fluorescencia de

    los aminocidos libres e insertos en una protena. Tambin contiene datos que muestran la

    sensibilidad de la fluorescencia de estos residuos a la polaridad de su entorno.

    100 %

    80 %

    20 %

    40 %

    0 %

    351 nm 333 nm

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    Aminocido) Protena

    Solvente em (nm F em (nm) F

    H2O 340 0,12 333 0,02 Trp

    DMSO 340 0,81 333 0,67

    H2O 303 0,21 --- --- Tyr

    DMSO 306 0,27 309 0,06

    Phe DMSO 282 0,02 284 0,006

    Tabla 2. Caractersticas de la fluorescencia de los aminocidos libres e insertos en una protena.

    DMSO = dimetil sulfxido, un solvente orgnico.

    La fluorescencia de los residuos aromticos vara en forma un tanto impredecible entre

    las diversas protenas. Si se compara el estado plegado con el desplegado, el rendimiento

    quntico puede aumentar o disminuir. La intensidad de fluorescencia no tiene mucho valor en s

    misma, pero la magnitud de la intensidad, sin embargo, puede servir como una sonda de

    perturbacin del estado plegado. La longitud de onda de emisin es un mejor indicador del

    medio ambiente del fluorforo.

    Por otro lado la fluorescencia del triptfano es quencheada por iodo, acrilamida, grupos

    disulfuros, aminos y carboxilos y residuos de histidina cercanos.

    Proceso patolgico de formacin de Amiloides

    Se conoce como amiloidosis a una serie de patologas que se caracterizan por la

    formacin irreversible de agregados insolubles, denominados fibras amiloides. Como ejemplos

    de estas patologas podemos mencionar: la amiloidosis sistmica, la enfermedad de Alzheimer, la

    enfermedad de Parkinson, enfermedad de Creutzfeld-Jakob, la Encefalopata Espongiforme,

    Amiloidosis familiar, Tumor de clulas C de la Tiroides, las enfermedades prinicas y en algunas

    Diabetes tipo II.

    Los agregados se pueden forman a partir de pptidos no estructurados o de protenas

    globulares y se caracterizan por ser irreversibles, presentar estructura tipo cross y estructura

    fibrilar, cuando se los observa al microscopio electrnico.

    El modelo vigente sostiene que cada fibra presenta un dimetro entre 75-80 y se

    encuentra formada por protofibras de 25-35 (Figura 8). En esta estructura la cadena peptdica

    forma hojas cruzadas (paralelas o antiparalelas) que se disponen de forma perpendicular al eje

    fibrilar.

    Figura 8. Modelo de una fibra amiloide.

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    La formacin de fibras amiloides pueden tambin ser inducidas in vitro bajo

    condiciones fisicoqumicas adecuadas, permitiendo el estudio de los mecanismos que gobiernan

    el proceso. Se sabe que ciertas protenas solubles a pH cido y en un entorno hidrofbico pueden

    formar rpidamente estos agregados. Tambin pueden ser formados en presencia de fosfolpidos

    cidos como fosfatidil serina (PS), cardiolipina (CL) o fosfatidil glicerol (PG). Estudios

    realizados in vitro demostraron que protenas como albmina, lisozima, insulina,

    gliceraldehido- 3-fosfato deshidrogenasa (GAPDH), mioglobina, transtiretina, citocromo c,

    histona H1, y R-lactoalbumina forman fibras amiloides.

    La inhibicin o reversin de la formacin de fibrillas amiloides se insina como un

    posible mecanismo preventivo de las enfermedades amiloides y a la fecha, distintos compuestos

    orgnicos pequeos han demostrado capacidad de inhibicin del proceso in vitro.

    Figura 9. Cintica de formacin de la fibra amiloide.

    Los mecanismos moleculares relacionados con la formacin de los agregados amiloides

    no han sido an dilucidados, pero se acepta la existencia de un mecanismo general de formacin.

    La fibrilogenesis es dependiente de un proceso de nucleacin, ya que por diversos estudios se

    puso de manifiesto que generalmente presenta una cintica de tipo sigmoidal (Figura 9). La

    protena en estado monomrico establece un equilibrio lento con estructuras oligomricas

    (tiempo de induccin), las cules, una vez formadas, dan lugar rpidamente a fibras amiloides, ya

    sea mediante asociacin de unidades de monmeros o bien por fusin de oligmeros. Adems, el

    agregado de fibras preformadas provoca una disminucin del tiempo de induccin.

    La capacidad de la albmina de suero bovino (BSA) de formar fibrillas amiloides bajo

    ciertas condiciones experimentales, ha sido recientemente demostrada. Este proceso de

    fibrilacin ocurre minutos luego de la incubacin de la protena a pH fisiolgico y a temperaturas

    mayores de 60C. La cintica de formacin de agregados por la BSA sigue un patrn de tipo

    hiperblico en lugar de sigmoidal.

  • 10

    Instrumentos utilizados para detectar fluorescencia

    Los elementos esenciales en los sistemas de deteccin de fluorescencia son cuatro: 1) una

    fuente de excitacin (luz blanca), 2) un lugar apropiado para poner la muestra, 3)

    monocromadores o filtros para discriminar entre los fotones de emisin de los fotones de

    excitacin y 4) un detector para registrar la emisin de los fotones, el cual produce una seal

    generalmente elctrica. Para mejorar la visualizacin de los resultados generalmente est

    acoplado al equipo un amplificador de la seal.

    Existen distintos tipos de equipos que utilizan los aspectos bsicos de la fluorescencia,

    entre ellos:

    Espectrofluormetro y detectores de microplacas: miden el promedio de la

    fluorescencia de la muestra (el volumen de muestra que mide ronda entre los L a mL).

    Microscopio de Fluorescencia: determina la fluorescencia como una funcin de las

    coordenadas espaciales en dos o tres dimensiones para objetos microscpicos (por debajo

    de ~ 0,1 mm de dimetro).

    Scanner de Fluorescencia: determina la fluorescencia en funcin de coordenadas en dos

    dimensiones de objetos macroscpicos como ser geles de electroforesis, blotting y

    cromatografas.

    Citometra de Flujo: incorpora un detector de fluorescencia para determinar la

    fluorescencia de clulas, en un flujo a travs de un capilar. Permite identificar y

    cuantificar subpoblaciones de clulas en una muestra compleja.

    Otros tipos de instrumentos que usan la deteccin por fluorescencia son los sistemas de

    electroforesis capilar, de HPLC y los equipos de secuenciacin de DNA.

    Espectrofluormetro

    Un espectrofluormetro (Figura 10) consta de una lmpara de arco de Xenn la cual emite

    luz blanca en un amplio rango de longitudes de onda que abarcan desde el UV, ~ 240 nm, hasta

    el infrarrojo, ~ 900 nm. Este rayo de luz es colectado por el monocromador primario o de

    excitacin (M1) el cual selecciona la longitud de onda (ex) que va a incidir sobre la muestra y es

    determinada por el espectro de absorcin de cada fluorforo. El rayo de luz con la longitud de

    onda ex incide sobre la cubeta que contiene a la muestra, la cual puede estar termostatizada. Las

    cubetas pueden ser de diferentes tipos (cuarzo, vidrio, etc.) dependiendo de la longitud de onda

    en la cual leamos. La emisin de fluorescencia generalmente es detectada a 90 del rayo de luz

    de excitacin. Es colectada por un sistema de lentes y pasa a travs de un Monocromador

    secundario o de emisin (M2) el cual separa la fluorescencia emitida por la muestra de la luz de

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    excitacin, con una longitud de onda determinada (em). La luz incide en un fotodetector que

    convierte los fotones de fluorescencia en una seal elctrica.

    Otro componente muy importante es el canal de referencia que es un sistema que crea una

    seal electrnica proporcional a la intensidad de luz incidente en la muestra. En el

    espectrofluormetro se pueden colocar filtros en los trayectos pticos que impiden el paso de la

    luz de ciertas longitudes onda que interfieran con la medicin.

    Figura 10. Representacin esquemtica de un espectrofluormetro.

    Lmpara de arco

    de Xenn

    Monocromador

    primario de excitacin

    Monocromador secundario

    de excitacin

    Cubeta de

    muestra

    ex

    em

    Detector /

    amplificadorFotomultiplicador

    Lmpara de arco

    de Xenn

    Monocromador

    primario de excitacin

    Monocromador secundario

    de excitacin

    Cubeta de

    muestra

    ex

    em

    Detector /

    amplificadorFotomultiplicador

    de emisin

  • 12

    Parte experimental

    Objetivo del Trabajo Prctico:

    *Determinar la fluorescencia intrnseca de distintas protenas y como dicha fluorescencia

    vara segn el medio en que se encuentran.

    *Estudiar in vitro la capacidad de formacin de fibras amiloides de la albmina.

    Determinacin de la fluorescencia intrnseca de protenas

    1) Determinacin del espectro de excitacin y de emisin de albmina,

    gammaglobulina, tripsina, lisozima, insulina y mioglobina: a) en buffer Tris-HCl 20 mM

    pH 7,4, b) en dioxano al 50% y c) en urea 8M y d) en cloruro de guanidina 6M. A partir

    de soluciones madres de la protena (2mg/ml) se realizaran diluciones 1/10 en los

    distintos medios con un volumen final de 1,5 ml. Se incuban durante 30 min a

    temperatura ambiente.

    2) Determinacin de RET entre tirosina y triptfano. A partir de una solucin madre

    de 2mg/ml de TYR se realiza una dilucin 1/10, se mide la intensidad de fluorescencia

    cuando se la excita a 280 nm y fijando la longitud de onda de emisin en: a) 300 nm y b)

    350 nm. Luego se le agregan 50 l de TRP (2mg/ml) y se repiten las lecturas de

    intensidad de fluorescencia.

    3) Quenching de la fluorescencia intrnseca del triptfano de la albmina con el

    agregado de KI y hormonas tirodeas (T4). La albmina es la protena ms abundante del

    plasma sanguneo, y es un transportador inespecfico de una gran cantidad de sustancias,

    por ejemplo: hormonas. La albmina tiene un solo triptfano, el cual se encuentra en su

    sitio de unin a la hormona. Cuando sta se une a la BSA se quenchea la fluorescencia

    del triptfano. A partir de una solucin madre de 2mg/ml de albumina se realiza una

    dilucin 1/10, se mide la intensidad de fluorescencia cuando se excita a 300 nm y emite a

    350 nm. Luego se le agregan 50 l de T4 (4mg/ml) y se repite la lectura de intensidad de

    fluorescencia.

    Estudio in vitro de la capacidad de formacin de fibras amiloides de la albmina.

    La albmina forma fibrillas amiloides cuando se la incuba a temperaturas mayores de

    60C y a pH fisiolgico. La formacin de estos agregados se pondr en evidencia con la sonda

    fluorescente Thioflavina T.

    La Thioflavina T (ThT) (Figura 11), es un fluorforo que cuando se encuentra libre se

    caracteriza por presentar una exc 415 nm y de em 482 nm. Sin embargo, al unirse a las fibras

    amiloides, su espectro de excitacin se modifica apareciendo un pico a exc 450 nm, sin

    modificar la longitud de onda de emisin.

    Figura 11. Thioflavina T

  • 13

    Determinacin: Se inducir la formacin de fibras amiloides de la albmina por calentamiento a 65C. Se estudiar la cintica de formacin de agregados de la albmina (2mg/ml) en buffer Tris-HCl 20 mM pH 7,4. Se tomarn alcuotas a distintos tiempos: 0, 10, 30, 60 y 90 min. Para detener la agregacin se pondrn los tubos en bao de hielo. Para la lectura se diluye las protenas a una concentracin final de 0.1 mg/ml y se les agrega ThT a una concentracin final de 25 M.

  • 14

    1) Protena: exc em Dioxano 100% Urea 8M Guanidina 6M

    200

    220

    240

    260

    270

    280

    290

    300

    310

    320

    330

    340

    350

    360

    370

    380

    390

    400

    0

    0,1

    0,2

    0,3

    0,4

    0,5

    0,6

    0,7

    0,8

    0,9

    1

    260 280 300 320 340 360 380 400

    2) RET: Tyr Trp y 3) Quenching

    exc 275

    em 300 em 350 KI

    Tyr -----

    Tyr-Trp

    4)

    Fluorescencia (UA)

    0

    10

    30

    60

    90

    0

    0,2

    0,4

    0,6

    0,8

    1

    0 20 40 60 80 100