hrvatski

EPR spektroskopija bioloških makromolekulskih i supramolekulskih struktura

EPR spektroskopija opaža samo nesparene elektrone (elektronske spinove) pa su vrlo rijetki prirodni biološki objekti koju su izravno "vidljivi" EPR spektroskopijom. Stoga se u krilu EPR spektroskopije razvilo niz metoda i trikova koji omogućuju opažanje bioloških objekata i procesa EPR spektroskopijom i srodnim spektroskopijama. EPR spektroskopijom izravno se mogu opaziti proteini, koji u svojem sastavu imaju paramagnetske ione. EPR spektroskopija pruža podatke o prirodi vezanja i koordinaciji metalnog iona, koji je najčešće smješten u aktivnom mjestu enzima. ENDOR spektroskopija ovakvih objekata nudi dodatne podatke o rasporedu atoma u neposrednoj blizini aktivnog mjesta, pa je nadomjestak za redovitu strukturnu analizu. Mnoštvo bioloških procesa, napose prirodna oksidacija, odvija se putem radikala. No život radikala najčešće je toliko kratak, da se za spektroskopsko opažanje ne može dobiti dovoljna stacionarna koncentracija. U ovakvim se uvjetima koriste spinske stupice, koje hvataju i stabiliziraju prolazne radikale i akumuliraju ih do opazivih koncentracija. Iz ove skupine u nas su posebno intenzivna istraživanja oksidacijskih procesa u lipoproteinima iz krvne plazme. Za dobivanje potpunije slike, u sprezi s EPR spektroskopijom koriste se i druge metode. Posebno prikladni sustavi za proučavanje EPR spektroskopijom su oni u kojima se izravno generiraju slobodni radikali, koji ostaju stabilni dovoljno dugo da se mogu spektroskopski detektirati. Takvi su npr. radikali u ozračenim objektima kod sniženih temperatura. U našoj sredini istraživanje djelovanja radijacijskog zračenja na nukleinske kiseline i srodne spojeve ima dugu tradiciju. Ovim je istraživanjima upoznata priroda primarno stvorenih radikala, njihova migracija u nukleinskim kiselinama i mjesta stabiliziranja oštećenja. Vjerojatno najčešća istraživanja bioloških struktura EPR spektroskopijom su ona u kojima se koriste paramagnetske oznake ili sonde koje se umeću u biološke objekte. Prateći signale ubačenih ili vezanih sondi (stabilnih radikala), doznajemo o okolišu sondi: o strukturi i molekulskoj dinamici neposredne okoline. Ova se metoda najčešće koristi za proučavanje organizacije membrana. U Zagrebu se koristi pretežno za proučavanje molekulske organizcije i dinamike u liporpoteinima iz krvne plazme. U nas je dobro razvijena primjena EPR spektroskopije na istraživanje površine lipidnih ili lipoproteinskih sustava paramagnetskim ionima. Upotrebljavaju se paramagnetski ioni (najčešće Mn(II)), kojih se EPR spektar znatno razlikuje kada su oni vezani na površinu velike makromolekulske ili supramolekulske strukture i kada su slobodni u otopini. Ovim se načinom može prikladno pratiti promjene površine tijekom odvijanja nekog procesa. Za primjenu ovog pristupa na sferične čestice kao što su lipoproteini, valjalo je najprije razviti teoriju za računanje električnog potencijala na površini.

EPR spektroskopija; oksidacija lipoproteina; slobodni radikali; spinske stupice

nije evidentirano