Calorimetria

Aplicaciones de la calorimetría diferencial de barrido al estudio de la estabilidad de las proteínas
Alejandro Beldarraín
Departamento de Evaluación de Procesos y Sistema. Planta de Producción. Centro de Ingeniería Genética y Biotecnología. Ave. 31 e/ 158 y 190, Playa. AP 6162, CP 10600, Ciudad de La Habana, Cuba. E-mail: evalproc@ta.cigb.edu.cu RESUMEN En este manuscrito, se analizan lasposibilidades de aplicación de la calorimetría diferencial de barrido al estudio de la estabilidad de las proteínas. Se describe la metodología de la técnica cuando los procesos de desnaturalización térmica son de equilibrio, como aquellos casos en los que existe un control cinético. Se ofrecen también las ecuaciones necesarias para el tratamiento de los datos, aplicadas a algunas proteínas producidasen la Planta de Producción del Centro de Ingeniería Genética y Biotecnología de La Habana, Cuba. Palabras claves: apoFLD, desnaturalización térmica, estabilidad de proteínas, rHu-γIFN, rSk Biotecnología Aplicada 2001;18:10-16 ABSTRACT Application of Differential Scanning Calorimetry to Protein Stability Studies. In this manuscript, the possibilities of application of the differential scanningcalorimetry to the study of protein stability are analyzed. The methodology of the technique is described when the processes of thermal denaturation are in equilibrium, like the cases in which a kinetic control exists, and the necessary equations for data treatment are given, applied to some proteins produced in the Production Plant of the Center for Genetic Engineering and Biotechnology in Havana,Cuba. Keywords: apoFLD, protein stability, rHu-γIFN, rSk, thermal denaturation

Introducción
Una de las principales prioridades de la industria biotecnológica moderna es la obtención de moléculas estables o estabilizadas; es decir, moléculas resistentes a los efectos de la temperatura, a los agentes caotrópicos, a los solventes orgánicos, a los detergentes, etc. A esto se adicionan lasestrategias de estabilización de estructuras moleculares para prevenir su inactivación biológica por cualquier agente externo, asunto al que se le dedican esfuerzos considerables en la actualidad. Estos aspectos están relacionados directamente con la falta de comprensión del mecanismo de plegamiento de las biomoléculas in vivo; o sea, la falta de conocimientos sobre la segunda parte del código genético. Laorganización compleja y la estabilidad de la estructura tridimensional de una biomolécula, se pueden investigar experimentalmente in vitro a través del estudio del proceso de su destrucción; es decir, del estudio de su desnaturalización y de los factores externos que influyen. El método calorimétrico es el único que no necesita suponer a priori los mecanismos de estos procesos. La técnica decalorimetría de barrido es la más eficiente para su estudio, debido a que proporciona información muy certera acerca de los parámetros termodinámicos de estabilización de la estructura macromolecular [1]. En los últimos años, la calorimetría diferencial de barrido (CDB) de alta sensibilidad se ha convertido en una herramienta poderosa para caracterizar los cambios conformacionales inducidos por latemperatura en las macromoléculas biológicas, y se ha empleado fundamentalmente en estudios de predicción del mecanismo de plegamiento de las proteínas. Esta técnica ha servido para determinar con exactitud los factores que influyen en la estabilidad de las biomoléculas [1-11]. En los últimos años, se han publicado trabajos sobre la aplicación de la CDB en análisis cuantitativos y semicuantitativos dela estabilidad de compuestos farmacéuticos [6, 12, 13], y en la evaluación de aditivos de formulaciones líquidas de compuestos de gran valor terapéutico [14, 15]. El objetivo de este trabajo fue hacer una explicación de esta técnica con la inclusión de ejemplos que demuestren su potencialidad a partir del estudio de proteínas recombinantes, entre ellas algunas producidas por el Centro de...