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Cristallografia a raggi x contro la spettroscopia RMN

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La cristallografia a raggi x e la spettroscopia a risonanza magnetica (NMR) nucleare sono due tecniche usate per studiare le strutture atomiche.

Strumentazione scientifica di cristallografia a raggi x utilizzata per risolvere struttura tridimensionale delle molecole biologiche quali le proteine ed il DNA - credito di immagine: Gregory A. Pozhvanov/Shutterstock
Strumentazione scientifica di cristallografia a raggi x utilizzata per risolvere struttura tridimensionale delle molecole biologiche quali le proteine ed il DNA - credito di immagine: Gregory A. Pozhvanov/Shutterstock

La differenza principale fra questi strumenti è che la cristallografia a raggi x usa i raggi x per determinare la struttura tridimensionale di un cristallo, mentre la spettroscopia RMN usa i forti campi magnetici locali per analizzare l'allineamento dei nuclei in un atomo.

Campionatrice automatica dello spettrometro RMN caricata con i campioni per analisi. Credito di immagine: Smereka/Shutterstock
Campionatrice automatica dello spettrometro RMN caricata con i campioni per analisi. Credito di immagine: Smereka/Shutterstock

Sebbene differente, cristallografia a raggi x e la spettroscopia RMN siano considerati tecniche complementari. Il grado a cui si complementano, tuttavia, lungamente è stato dibattuto in comunità scientifica. Per esempio, la cristallografia fornisce la migliore risoluzione strutturale che la spettroscopia? Le proteine che sono favorevoli all'analisi RMN della loro struttura cristallizzano bene?

Ogni tecnica eccelle dove l'altra non fa, significando che sono estremamente complementari poichè metodi spettroscopici di analisi ad alta definizione della struttura e della funzione della proteina.

Sotto è un breve confronto delle due tecniche e le loro resistenze e debolezze.

Vantaggi di cristallografia a raggi x contro la spettroscopia RMN

I vantaggi di cristallografia a raggi x includono:

  • La cristallografia a raggi x fornisce una visualizzazione bidimensionale che dà un'indicazione della struttura tridimensionale di un materiale
  • Relativamente a buon mercato e semplice
  • Utile per le grandi strutture: Non limitato dalla dimensione o dal peso atomico.
  • Può rendere l'alta risoluzione atomica.

I vantaggi della spettroscopia RMN includono:

  • Tecnica dinamica
  • Non distruttivo e non invadente
  • Le strutture tridimensionali nel loro stato naturale possono essere misurate direttamente in soluzione
  • Può fornire le comprensioni uniche nella dinamica e nelle interazioni intramolecolari.
  • La risoluzione tridimensionale macromolecolare della struttura può essere bassa quanto il sotto nanometro.

Svantaggi di cristallografia a raggi x e della spettroscopia RMN

Gli svantaggi di cristallografia a raggi x includono:

  • Il campione deve essere cristallizzabile
  • I tipi di campioni che possono essere analizzati sono limitati. In particolare, le proteine della membrana e le grandi molecole sono difficili da cristallizzare, dovuto il loro grande peso molecolare e solubilità relativamente difficile
  • Un monocristallo organizzato deve essere ottenuto per produrre la diffrazione desiderata
  • Metodo non dinamico dovuto il preparato dei campioni e della cristallizzazione. Soltanto un'analisi tridimensionale statica è elaborata
  • La cristallografia a raggi x ha limitato le domande di studi dei campioni biologici dovuto le emissioni suddette.

Gli svantaggi della spettroscopia RMN includono:

  • L'applicazione di RMN nella grande analisi della biomolecola è limitata dalla complicazione e dalla difficoltà dell'interpretazione delle biomolecole con grande peso molecolare
  • Un gran numero di campioni puri sono necessari raggiungere un livello accettabile di segnale/disturbo
  • Altamente sensibile a moto. Ciò può piombo per segnalare le deformazioni in artefatti
  • Il campo alto-magnetico può causare i problemi con l'altra strumentazione in un laboratorio. Di conseguenza, le precauzioni extra possono avere bisogno di di essere catturato, particolarmente se lo spazio di lavoro è limitato.

Per l'analisi della proteina ed atomica, la cristallografia a raggi x e la spettroscopia RMN rappresentano due di migliori metodi disponibili. Questo articolo è stato una breve introduzione ai vantaggi ed agli svantaggi di questi metodi complementari.

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Last Updated: Oct 30, 2019

Reginald Davey

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Reginald Davey

Reg Davey is a freelance copywriter and editor based in Nottingham in the United Kingdom. Writing for News Medical represents the coming together of various interests and fields he has been interested and involved in over the years, including Microbiology, Biomedical Sciences, and Environmental Science.

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