FT-IR alapú fehérje másodlagos szerkezet meghatározás optimálása
A fehérjék olyan, aminosavakból felépülő makromolekulák, melyek fontos szerepet töltenek be a sejtek életében. Számos képviselőjük rendelkezik enzimaktivitással, így katalizálva a sejtben lejátszódó biokémiai folyamatokat. Vannak olyanok, melyek szerkezeti funkcióval bírnak, de találunk közöttük transzporter-, motor-, tartalék- és receptor fehérjéket is. A szervezetünk számára veszélyes toxinok, és a szervezet működéséhez elengedhetetlen hormonok is mind fehérje molekulák.
A fehérjék aktivitása és biológiai funkciójuk szorosan összefügg másodlagos szerkezetükkel, így ennek megismerése egyre fontosabbá válik a tudományban. A fehérjeszerkezet megismerése különféle kromatográfiás és spektroszkópiás módszerekkel is lehetséges. Ezek közé tartozik többek között az általam is alkalmazott Fourier-transzformációs infravörös spektroszkópia, ami egy olyan roncsolás-mentes technika, aminek nagy az érzékenysége, gyors mérést tesz lehetővé, nem igényel bonyolult mintaelőkészítést, valamint többféle üzemmódban, szilárd halmazállapotú és oldatbeli minták is mérhetők vele.
Munkám során négy fehérje FT-IR spektrumát vizsgáltam. Célom volt a felbontás, a letapogatások számának és a nyomóerő hatásának vizsgálata az infravörös spektrumon, valamint megtalálni a legmegfelelőbb matematikai módszert az FT-IR spektrumok értékelésére.
A nyomóerő hatásának vizsgálatához 4 különböző nyomáson (25 N, 50 N, 75 N, 100 N) 3 enzim (DNáz I., Lizozim, Tripszin) FT-IR spektrumát vettem fel 4 1/cm-es felbontás mellett, mintánként 4 letapogatással.
A felbontás és a letapogatások számának optimalizálása érdekében a glutén fehérje spektrumát vettem fel 1, 2 és 4 1/cm-es felbontás mellett, miközben a letapogatások számát 4 és 128 között változtattam.
A spektrumokat Gauss-, ill. Lorentz-illesztéseken alapuló dekonvolúciós, valamint mozgó átlagolással, ill. Savitzky–Golay-féle illesztéssel kombinált második derivált matematikai módszerekkel is kezeltem.
Eredményként elmondható, hogy a fehérje másodlagos szerkezet FT-IR segítségével történő meghatározásakor a 4 1/cm-es felbontás a legoptimálisabb, miközben a letapogatások számának és a nyomóerő változtatásának nincs számottevő hatása a spektrumra. A spektrumok értékeléséhez alkalmazott matematikai módszerek közül – sokváltozós adatelemző módszereket is felhasználva – a másodlagos szerkezeti elemek esetén a második derivált módszer bizonyult optimálisabbnak.
