English
Linha de Luz Cedro

CEDRO (Circular DichROism Beamline) será uma linha de luz dedicada à espectroscopia de dicroísmo circular (CD) na região do ultravioleta. A espectroscopia de CD é utilizada para a análise estrutural de moléculas quirais, incluindo biomoléculas como proteínas, ácidos nucleicos e carboidratos. Proteínas são as moléculas mais estudadas por CD com o intuito de analisar e quantificar o conteúdo de estrutura secundária, enovelamento, estabilidade e interações em solução.

Quando a radiação sincrotron é a fonte de luz para essa técnica, ela passa a ser chamada de SRCD (do inglês Synchrotron Radiation Circular Dichroism). Em comparação com as lâmpadas utilizadas em equipamentos de bancada, a radiação sincrotron oferece um alto fluxo de fótons, proporcionando maior sensibilidade e cobrindo uma faixa de comprimentos de onda mais extensa, alcançando a região do ultravioleta de vácuo com alto fluxo (UVV – abaixo de 200 nm), que tipicamente é inacessível em fontes convencionais [1].

Com a extensão da faixa de comprimentos de onda é possível acessar transições de moléculas quirais que apresentam sinais de CD na região do UVV, como por exemplo as transições n – σ* dos grupos acetal e hidroxila de sacarídeos, que produzem bandas entre 140 e 180 nm [2]. Para as proteínas, o conteúdo da estrutura secundária pode ser quantificado a partir do seu espectro de CD, que pode ser considerado como sendo a soma ponderada dos componentes de estrutura secundária da proteína em questão. A quantidade de informações que pode ser extraída com precisão depende do número de transições que o espectro apresenta, portanto, quanto maior a faixa de comprimento de onda alcançada mais robusta será a análise. Foi demonstrado, por exemplo, que os espectros que alcançam comprimentos de ondas não-inferiores a 200 nm podem ser descritos apenas por dois autovetores permitindo uma estimativa somente de hélices. Esse valor aumenta para três ou quatro quando o espectro é estendido para 190 nm e seis a oito para 170 nm, e a distinção entre um maior número de estruturas secundárias se torna possível [3,4]. Portanto, o uso da radiação sincrotron como fonte de luz potencializa a espectroscopia de dicroísmo circular.

[1] B. A. Wallace, “The role of circular dichroism spectroscopy in the era of integrative structural biology”, Current Opinion in Structural Biology, vol. 58, pp. 191–196, 2019. DOI: 10.1016/j.sbi.2019.04.001.

[2] K. Gekko, “Synchrotron-radiation vacuum-ultraviolet circular dichroism spectroscopy in structural biology: an overview”, Biophysics and Physicobiology, vol. 16, pp. 41-58. 2019. DOI:10.2142/biophysico.16.0_41

[3] J. G. Lees, A. J. Miles, F. Wien, B. A. Wallace, “A reference database for circular dichroism spectroscopy covering fold and secondary structure space”, Bioinformatics, vol. 22, pp. 1955–1962, 2006. DOI: 10.1093/bioinformatics/btl327

[4] A. Toumadje, S. W. Alcorn, W. C. Johnson, “Extending CD spectra of proteins to 168 nm improves the analysis for secondary structures”, Analytical Biochemistry, vol 200, pp. 321–331, 1992. DOI: 10.1016/0003-2697(92)90473-K.

CONTATO & EQUIPE

E-mail da Instalação: cedro@lnls.br

Coordenação: Juliana S. Yoneda
Tel.: +55 19 3512 1045
E-mail: juliana.yoneda@lnls.br

Clique aqui  para mais informações sobre a equipe responsável por esta Instalação.

TÉCNICAS EXPERIMENTAIS

O projeto da linha CEDRO prevê inicialmente uma estação para cobrir os experimentos convencionais de SRCD, utilizando um ambiente de amostras para fase líquida, com controle de temperatura. A construção de um porta amostras com controle de umidade e rotação automática também é prevista para medidas em fase sólida (filmes desidratados) para experimentos de CD orientado, por exemplo. Além disso, dispositivos microfluídicos serão desenvolvidos futuramente para estudos de cinética.

LAYOUT & ELEMENTOS ÓTICOS

Elemento Tipo Posição [m] Descrição
FONTE Dipolo (BM) B2
M1 Espelho Plano 90º 1,2 Extração da radiação
SW Janela de Safira (Al2O3) 1,62 Isolamento do ambiente de ultra vácuo
M2 Espelho cilíndrico 4,5 Espelho de Si
M3 Espelho cilíndrico 4,9 Espelho de Si
FW Janela de Fluoreto de Cálcio (CaF2) 6,0 Separação do ambiente de vácuo e da região purgada com N2

PARÂMETROS

Parâmetro Valor Condição
Faixa de energia 3 – 9 eV UV-UVV
Resolução 0,5 nm Estimado
Tamanho do feixe ~ 4 x 2 mm2 Será variado para controle da densidade de fluxo, evitando degradação da amostra
Fluxo de fótons ~ 1010 – 1011 photons . s-1 Estimado
Densidade de fluxo Variado pela modulação do tamanho do feixe na amostra