Proyectos
Desarrollo de una matriz para espectrometría de masas MALDI (Matrix Assisted Laser Desorption Ionization) basada en sistemas tipo fenilenvinileno
Resumen
La ionización/desorción láser asistida por matriz (MALDI) es una de las técnicas más utilizadas en espectrometría de masas para el análisis de biomoléculas (proteínas, ácidos nucleicos, carbohidratos, etc.). El desarrollo de la técnica, hace casi 30 años, dividió la historia de la espectrometría de masas y le significó a su creador el premio Nobel de química en 2002. A pesar del amplio uso de la técnica, el tipo de matrices orgánicas que se usan para asistir el proceso de ionización no han cambiado desde su inicio. Las matrices tradicionales presentan algunos inconvenientes asociados a la formación de clusters en la región de masas bajas, lo cual dificulta el análisis de moléculas de bajo peso molecular; adicionalmente en algunos casos se presenta sesgo "biass" hacia algunos compuestos lábiles. Este último problema tiene importantes repercusiones en proteómica, donde la identificación de una proteína depende en gran parte del total cubrimiento de la secuencia cuando se utiliza la metodología "bottom-up", que se basa en la fragmentación enzimática de las macromoléculas. Consecuentemente en los últimos años se han desarrollado nuevas matrices para uso en MALDI. Sin embargo, casi todas las nuevas moléculas estudiadas corresponden a variantes del ácido alfa-hidroxi- cinámico, la matriz más utilizada en proteómica. En este proyecto, interinstitucional y transdisciplinario donde se conjugan las disciplinas de la química orgánica, teórica y analítica, se propone el desarrollo de nuevas matrices MALDI basadas en sistemas tipo fenilenvinileno (FV). Para orientar la síntesis de las nuevas matrices se utilizará una aproximación de diseño racional, in silico utilizando modelos teóricos, que permita conocer a priori las propiedades de absorción de las moléculas candidatas. Inicialmente las moléculas provienen de la base de datos que existe actualmente el grupo de investigación "Macromoléculas", el cual cuenta con una larga trayectoria en la síntesis de compuestos orgánicos basados en unidades de fenilenvinileno con aplicaciones optoelectrónicas. Una vez seleccionadas las estructuras que exhiban mejores características de absorción, energías de ionización y acidez en la fase gaseosa obtenidas mediante las técnicas teóricas, se procederá a su síntesis y caracterización para luego ser evaluadas como matrices MALDI. En este último paso se utilizarán digestiones trípticas convencionales de proteínas como BSA, Mioglobina, y Lisozima para evaluar la eficiencia de la matriz durante el proceso de ionización. Adicionalmente las matrices propuestas se compararán con la matriz estándar MALDI por excelencia, el ácido alfa-ciano-4-hidroxi-cinámico (CHCA). Por lo tanto, la realización de esta propuesta permitirá la obtención de una nueva matriz útil en la ionización de macromoléculas biológicas utilizando la metodología MALDI. En este proyecto interdisciplinario se aprovecharán las fortalezas de los grupos de Investigación: Grupo de Química Teórica y Experimental -GIFTEX de la Universidad Industrial de Santander y Grupo de Investigación en Macromoléculas de la Universidad Nacional de Colombia. Este proyecto fue aprobado por Colciencias en la Convocatoria CT&I CV 569 de 2012 según contrato RC Nº 041 del 7 de febrero de 2013 con el nombre "Desarrollo de una matriz para espectrometría de masas MALDI (Matrix Assisted Laser Desorption lonizatión) basada en sistemas tipos fenilenvinileno" quipu 202010020382. Aunque nuestros resultados del primer año de ejecución muestran que los sistemas FV sirven como matrices MALDI, los resultados también evidencian la necesidad de hacer experimentos electroquímicos que no fueron establecidos en el proyecto aprobado. Lo anterior con el objeto de obtener los potenciales de ionización de los compuestos fenilenvinileno, parámetro esencial para obtener una matriz con potencial comercial. Para esto se cuenta con la colaboración del profesor Oscar Rodríguez (Dpto de Química), experto en electroquímica.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:CONVOCATORIA "FOMENTO DE UNA CULTURA DE LA INNOVACIÓN EN LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA 2013-2015"
Modalidad:Modalidad 2. Proyectos de innovación en ejecución
Responsable