Lizozim fehérje vizsgálata NMR spektroszkópiával
Lizozim fehérje vizsgálata NMR spektroszkópiával
Ágner Dorina, Fizika BSc III. évfolyam
Konzulensek: Bokor Mónika, Wigner Fizikai Kutatóközpont; Simon Ferenc, Fizika tanszék
Az NMR (magmágneses rezonancia) spektroszkópiát napjainkban széles körben alkalmazzák fizikai, kémiai, biológiai és orvosi területeken, például gyógyszerkutatásra, vagy orvosi célú képalkotásra. A módszer lényege, hogy a mintát egy állandó, nagy mágneses térbe helyezve, az atommagok energiaszintjei között rádiófrekvenciás impulzussal átmenetet gerjesztünk. A magspinrendszernek adott gerjesztés után az egyensúlyi állapotba való visszatérésének folyamatát vizsgálva információkat szerezhetünk az adott izotóp mennyiségéről a vizsgált anyagmintában, valamint a vizsgált anyagfajta kémiai és fizikai tulajdonságait vizsgálhatjuk az atommagokat „mérőszondaként” használva.
A méréseimet főleg 23Na magokon végeztem, egy protonra 300 MHz-es, 7 T-ás NMR berendezésen, minden esetben oldat mintát vizsgálva.
A lizozim fehérjék főként az immunrendszer működésében játszanak szerepet, megtalálhatóak az emberi szervezetben, például a könnyben és a nyálban, de előfordulnak egyes állatokban és növényekben is. TDK munkám célja a tojásfehérjében található lizozim fehérje és a nátriumion kölcsönhatásának vizsgálata a fehérje/ion koncentrációarány függvényében, annak érdekében, hogy megállapítható legyen a lizozim ionkötő kapacitása.
Fehérje és só vizes oldatát 0°C alá lehűtve a sóionok a fehérje hidratációs burkában koncentrálódnak. A hidrátburok jellemzően csak -50°C körül fagy meg, így a fehérjével kölcsönható sóionok eddig a hőmérsékletig mozgékony környezetben vannak. A fehérjével kölcsönhatásban nem lévő, „szabad” Na+ és Cl- ionok az őket hidratáló vízmolekulákkal eutektikumot képesek képezni, melynek fagyáspontja -21°C. A kétféle (fehérjéhez kötött és szabad) Na+ ion környezetének eltérő fagyáspontját figyelembe véve következtethetünk a fehérjével kölcsönható ionok mennyiségére. A mozgékony (folyadék) állapotban lévő vízmolekulák által körülvett Na+ ionok NMR-spektruma nagyságrendekkel keskenyebb, mint a szilárd környezetben lévőké, így keskeny spektrumot adó 23Na NMR-jelet -70°C és +25°C között felvéve meghatározható a fehérjéhez kötődő és a szabad nátriumionok mennyisége.
TDK-munkám során különböző fehérje/ion koncentrációarányú, lizozim fehérjét és NaCl-ot tartalmazó vizes oldatokat vizsgáltam 23Na NMR-spektroszkópiával a hőmérséklet függvényében. A mérési eredményekből a lizozim és nátriumion kölcsönhatására vonatkozóan lehetett következtetéseket levonni.
A kísérlet folytatásaként, az eredmények ismeretében, más fehérjéket, esetleg összetettebb anyagokat is lehet vizsgálni.
szerző
-
Ágner Dorina
fizika
nappali
konzulensek
-
Dr. Bokor Mónika
tudományos főmunkatárs, MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont (külső) -