Топ-100
Indietro

ⓘ Calorimetria isotermica di titolazione. La calorimetría isotermica di titolazione è una tecnica calorimetrica sperimentale, frequentemente usata negli studi di ..




Calorimetria isotermica di titolazione
                                     

ⓘ Calorimetria isotermica di titolazione

La calorimetría isotermica di titolazione è una tecnica calorimetrica sperimentale, frequentemente usata negli studi di biochimica fisica e di farmacologia, che permette di determinare quantitativamente in maniera diretta lentalpia di unione di una molecola o di un complesso molecolare, in genere semplici, senza necessità di modelli o ipotesi aggiuntive, mediante la misura del calore liberato e assorbito a pressione costante durante una reazione disegnata specificamente per lesperimento.

                                     

1. Principio termodinamico

La tecnica ITC offre una misura diretta, a partire dalla stechiometria, dallentalpia di formazione e dalla costante di unione dei legami molecolari. In questo modo è possibile calcolare lenergia di Gibbs della formazione dei legami, rappresentata da Δ G, e di conseguenza lentropia del processo:

Δ G = − R T ln ⁡ K a = Δ H − T Δ S {\displaystyle \Delta G=-RT\ln {K_{a}}=\Delta H-T\Delta S}

dove K a è la misura diretta dellaffinità di legame, R è la costante dei gas, T la temperatura in kelvin, Δ H lentalpia e Δ S lentropia.

                                     

1.1. Principio termodinamico Applicazioni

ITC può essere usato per svolgere controllo qualità sulle sostanze per valutarne la purezza valutando la temperatura di una transizione della sostanza in esame rispetto al riferimento.

Può essere usata nello studio delle proteine per valutarne caratteristiche come la temperatura di melting, ma soprattutto si possono indagare affinità per ligandi specifici, oltre a numero di siti di legame presenti e costante di legame. In questa modalità si sfrutta liniezione di un ligando nella cella che già contiene la macromolecola target. Si procede poi con le misurazioni calorimetriche e si ottiene una curva con vari picchi, fino ad arrivare alla completa titolazione del ligando. Dai risultati sperimentali, dopo aver integrato rispetto al tempo si convertono i valori ottenuti in funzione delle moli di legante aggiunte. Questi grafici che rappresentano isoterme di legame binding permettono di ottenere un valore C che indica laffinità di legame, il cui valore ottimale è tra 5 e 500. Si svolgono poi calcoli e si applica un fitting, e in conclusione si può valutare lenergia libera di Gibbs del processo. Il valore sarà dato dalla somma dei contributi entalpici e di quelli entropici.

Contributi entalpici: dati dallenergia di legami a idrogeno, protonazione e legami specifici.

Contributi entropici: dati dallenergia di interazioni idrofobiche, rilascio di acqua e/o ioni, e cambi conformazionali.