Estudo de métodos de aumento de resolução de espectros de FTIR para análise de estruturas secundárias de proteínas

Abstract

FTIR. The FTIR spectroscopy has been used to quantify the secondary structures of proteins, using amide I band (1600 -1700 cm -1 ). The resolution enhancement methods have been used to resolve the individual components of this band that correlate to the secondary structure. In this paper we discuss the methods of derivative, Fourier deconvolution and fitting with simulated spectra. The results shows that they have serious problems and can be used only as a qualitative or semiquatitative method.Keywords: methods of resolution enhancement; FTIR; protein. ARTIGO I. INTRODUÇÃOAs técnicas utilizadas para a determinação das estruturas tridimensionais de proteínas em alta resolução são a cristalografia de raios X e a Ressonância Magnética Nuclear (RMN) 1 . A técnica de raios X exige monocristais de alta qualidade, o que não é trivial de obter, principalmente no caso de proteínas de membranas [1][2][3][4][5] . Já a RMN se restringe a proteínas de baixo peso molecular 3 . Dessa forma, técnicas como dicroísmo circular (CD) e as espectroscopias Raman e Infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) têm sido utilizadas para quantificar os tipos de estruturas secundárias de proteínas (ESP) presentes nas amostras sem, contudo, determinar as suas localizações [3][4][5] . As principais vantagens dessas técnicas são a rapidez na realização das medidas, o fato de não haver restrições quanto ao peso molecular da proteína em estudo e a não necessidade de cristais.Dentre essas técnicas o FTIR vêm apresentando grandes avanços 2,3,4 pois além de ser uma técnica rápida, permite que a amostra seja analisada em vários ambientes como solução aquosa 3,4,5 , sólido amorfo 6 ou cristalino 3 , filmes 3,6,7,8 , membranas 3,4,5,9 , pastilhas de KBr 10 , além dos espectrômetros de FTIR serem mais facilmente encontrados do que os de Raman e Dicroísmo Circular.A maioria das informações de FTIR sobre as estruturas secundárias das proteínas (α-hélice, folhas β, voltas β e irregulares) é obtida da análise da banda de amida I, que ocorre na região de 1700-1600 cm -1 . Esta banda é devida principalmente ao estiramento da ligação C=O da ligação peptídica e é sensí-vel às diferentes conformações das ESP.A atribuição dos picos da banda de amida I às diferentes estruturas secundárias é encontrada na literatura 11 . Para α-hélices em solução aquosa a absorção ocorre em 1656 cm -1 ; para as folhas β em 1624, 1627, 1632, 1638 e 1642 cm -1 , voltas β em 1666, 1672, 1680, 1688 cm -1 e as irregulares em 1650 cm -1 . Como todos esses sinais podem estar presen-E-mail:lucimara@cnpdia.embrapa.br; E-mail:rubens@cnpdia.embrapa.br; E-mail:colnago@cnpdia.embrapa.br tes numa única proteína, a banda de amida I é uma banda altamente complexa, onde esses componentes não são observados individualmente 5 . Assim o processo de quantificação das ESP a partir de espectros de FTIR envolve o uso de métodos matemáticos como os de aumento de resolução e reconhecimento de padrões [3][4][5]6,8 . Desses métodos os de aumento de resolução são os mais usados 4 e serão analisados neste ...

Conformation of α zeins in solid state by Fourier transform IR

“…The signal at 1620 cm −1 (Fig. 1, curves b and c), as determined by the second derivatives, is assigned to the β sheet structures 20–23. These data indicate that the β sheet structure comes from the β zeins in samples CGM1 and CGM3.…”

“…The amide I signal of Z1 (α zeins, Fig. 1, curve a) is symmetric and the second derivative shows a strong signal at 1656 cm −1 , which is related to a high α helix content 20–23. The amide I spectra of CGM1 and CGM3 are not symmetrical and present a shoulder below 1656 cm −1 .…”

Contributions of Multivariate Statistics in Oil and Gas Industry

“…By calculating the Fourier Transform (FT) the interferogram can be written as a sum of sines and cosines (Tarumi et al, 2005) and in this case, happens to be called transmittance spectra, T (Forato;Filho;Colnago, 1997). Finally, the spectrum of transmittance, T, is converted to absorbance spectra, A, by co-logarithm of T (Suarez et al May 2011).…”

Avaliação in vitro dos efeitos da radiação ionizante em tecido ósseo bovino por espectroscopia ATR-FTIR e análise dinâmico-mecânica

“…Optou-se então por utilizar a largura à meia altura da segunda derivada da banda de  PO 4 3-. De acordo com o relatado na literatura [93], [94], a largura a meia altura da banda (Y) pode ser relacionado com a largura a meia altura da segunda derivada (Y'') dessa banda pela seguinte equação:…”