Izotermalna titraciona kalorimetrija

Izotermalna titraciona kalorimetrija (ITC) je fizička tehnika koja se koristi za određivanje termodinamičkih parametara interakcija u rastvoru. Ona se najčešće koristi u studijama vezivanja malih molekula (kao što su medicinska jedinjenja) za velike makromolekule (proteine, DNK etc.).^[1]

Izotermalna titraciona kalorimetrija

Akronim	ITC
Klasifikacija	Termalna analiza
Proizvođači	TA Instruments, Microcal/Malvern Instruments
Druge tehnike
Srodno	Izotermalna mikrokalorimetrija Diferencijalna skenirajuća kalorimetrija

Termodinamička merenja

ITC je kvantitativna tehnika koja može da odredi afinitet vezivanja (K_a), promene entalpije (ΔH), i stehiometriju vezivanja (n) interakcije između dva ili više molekula u rastvoru. Iz tih inicijalnih merenja, se može odrediti promena Gibsove energije (ΔG) i promena entropije (ΔS) koristeći relaciju:

ΔG = -RTlnK_a = ΔH-TΔS

(gde je R gasna konstanta, a T je apsolutna temperatura).

Instrument

Izotermalni titracioni kalorimetar se sastoji od dve identične ćelije koje su napravljene od visoko toplotno provodnog i hemijski intertnog materijala, kao što je Hejstelojeva legura ili zlato, koje su okružene adijabatskim omotačem.^[2] Senzitivna termosprežna kola se koriste za detekciju temperaturnih razlika između referentne ćelije (napunjene puferom ili vodom) i ćelije sa uzorkom koja sadrži makromolekul. Pre dodavanja liganda, konstantna snaga (<1 mW) se primenjuje na referentnu ćeliju. Time se usmerava povratna sprega, aktivirajući grejač koji je lociran na čeliji sa uzorkom.^[3] Tokom eksperimenta, ligand se titratriše u ćeliju uzorka u preciznim alikvotima, uzrokujući bilo absorpciju ili oslobađanje toplote u zavisnosti od prirode reakcije). Merenja se sastoje od vremenski zavisnog unosa energije neophodne da bi održala ista temperatura u obe ćelije.

Primena u razvoju lekova

ITC je jedna od tehnika koje se korste u karakterizaciji afiniteta vezivanja liganda za proteine. Ona se tipično koristi kao tehnika za sekundarno testiranje u visokoprotočnom skriningu. ITC je posebno korisna tehnika pošto ona ne daje samo afinitet vezivanja, nego i opis termodinamike vezivanja. Ova termodinamička karakterizacija omogućava dalju optimizaciju jedinjenja.^[4]

Vidi još

• Izotermalna mikrokalorimetrija
• Diferencijalno skanirajuća kalorimetrija
• Površinska plazmonska rezonancija
• Dualna polarizaciona interferometrija

Reference

1. Pierce, Michael M.; Raman, C.S.; Nall, Barry T. (1999). „Isothermal Titration Calorimetry of Protein–Protein Interactions”. Methods. 19 (2): 213—221. PMID 10527727. doi:10.1006/meth.1999.0852.
2. O’Brien, R., Ladbury, J.E. and Chowdry B.Z. (2000) Isothermal titration calorimetry of biomolecules. Chapter 10 in Protein-Ligand interactions: hydrodynamics and calorimetry Ed. Harding, S.E. and Chowdry, B.Z, Oxford University Press. 0-19-963746-6
3. VP-ITC Instruction Manual (2001). Microcal Inc., Northampton, MA. http://www.microcalorimetry.com
4. Desphande, T.Isothermal Titration Calorimetry (ITC): Application in Drug Discovery

Spoljašnje veze

• AFFINImeter is a software for the analysis of ITC measurements. It includes a free model builder tool that allows designing an unlimited variety of Sequential Binding (competitive) model involving up to three different compounds.
• Alternative ITC data analysis software: IC ITC
• Scripted Utility for Isothermal Titration Calorimetry Analysis & Stoichiometric Examination: suITCase
• Microcal/Malvern Instruments