34 Teorico 34 EPR Dra Galleano

Resonancia de espín electrónico
(EPR)

Parte 1
Enzimas Antioxidantes
(complementario del teórico de Antioxidantes)

2014
Teórico 33

Parte 2
Resonancia de espín electrónico (EPR)

10 de Noviembre
Dra. Mónica Galleano
mgallean@ffyb.uba.ar

Efecto de los catalizadores

Enzimas antioxidantes

e-

O2

e-

O2

e-

-

Complejo
activado

e-

HO

H2O2

H2O

Reacción no catalizada
Ea

Reaccióncatalizada

Catalasa
Ea

SOD

 El catalizador es un sustancia
que cambia la velocidad de una
reacción química y que no se
modifica durante su acción
 No tiene efecto sobre la
posición de equilibrio

Productos

GPx

H>0

 Da una trayectoria alternativa
con menor energía de activación

Reactivos

GSH

Glutatión

GSSG

 Afecta a la reacción directa y
a la reacción inversa

Transcurso de la reacción

GRSuperóxido dismutasa (SOD)

Catalasa

• Enzima que cataliza la dismutación del O2-

• Enzima con actividad dual

2 O2-

SOD
+ 2 H+  H2O2 + O2

Actividad catalásica

k  2 x 109 M-1 s-1

2 H2O2

8RT
k
3



2 H2O + O2

k  2.6 x 107 M-1 s-1

Actividad peroxidática
H2O2 + AH2 

2 H2O + A

k  0.2-1.0 x 103 M-1 s-1

• Compuesta por 4 subunidades, cada una de las cuales contiene un
grupo hemo(Fe3+-protoporfirina) unido a su sitio activo
• Distintas isoformas en células eucarióticas (Cu,Zn-SOD, Mn-SOD)

1

Glutatión peroxidasa (GPx)
• Cataliza la reacción de hidroperóxidos con
glutatión reducido (GSH)
H2O2 + 2 GSH  2 H2O + GSSG
ROOH + 2 GSH  ROH + H2O + GSSG
Glutatión reductasa
GSSG + NAD(P)H + H+  2 GSH + NAD(P)+

Parte 1
Enzimas Antioxidantes
(complementario del teórico deAntioxidantes)

Parte 2
Resonancia de espín electrónico (EPR)

• Generalmente (4 isoformas de GPx) compuesta por 4 subunidades
proteicas, cada una con Se en su sitio activo

Definición y conceptos básicos (1)

Paramagnetismo (1)

PARAMAGNETISMO

DIAMAGNETISMO
EPR: Electronic Paramagnetic Resonance
ESR: Electronic Spin Resonance

Rama de la espectroscopía de absorción
en la cual una radiación demicroondas
produce transición entre niveles de energía
magnética de electrones desapareados.

Los materiales

Los materiales

diamagnéticos no son

paramagnéticos son

atraídos por campos

atraídos por

magnéticos.

campos magnéticos

Paramagnetismo
Electrón desapareado - Espín
Resonancia

Paramagnetismo (2)

DIAMAGNETISMO

PARAMAGNETISMO

Electrones desapareados (1)

¿QUE SIGNIFICA QUE UN ELECTRÓN ESTADESAPAREADO?

Usualmente, un orbital está ocupado por un par de
electrones: dos electrones con espines opuestos

Nitrógeno líquido

Oxígeno líquido

Un electrón desapareado es aquel que ocupa,
solo él, un orbital.

Electrones desapareados

2

Electrones desapareados (2)

CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA
N
N

N

Se requieren 4 números cuánticos para especificar
el estado completo de un electrón.

OEstructuras
de Lewis

O

Espín electrónico (1)

n
l

O

ml
ms

número cuántico principal (energía del
orbital)
número cuántico del momento angular orbital
(forma del orbital)
número cuántico magnético (orientación del
orbital dentro del subnivel)
número cuántico magnético de espín o
momento angular del espín

Teoría de los
orbitales
moleculares

ms + ½

a

ms - ½

b

Espín electrónico (2)

S

N

N

SLos electrones tienen la propiedad denominada espín (girar
sobre sí mismos), que se indica mediante el número
cuántico ms cuyo valor es uno de los dos posibles

Espín electrónico (3)
Los electrones pueden invertir su espín.

Principio de exclusión de Pauli: dos electrones no pueden
tener los mismos cuatro números cuánticos.

Espín electrónico (4)

Resonancia

A diferencia de los electrones quecomparten un orbital, el electrón
desapareado no tiene restricción para
cambiar su espín.

EPR solo detecta moléculas con
e- desapareados y no hay
inteferencia de otro tipo de
moléculas

ms = +1/2

(1)

E = +1/2 g mB Bo

E = h n = g mB Bo

H=0

H = Bo

ms = -1/2

E = -1/2 g mB Bo

La diferencia (E) de energía entre las poblaciones
es proporcional al campo aplicado

3

Resonancia

(2)

Resonancia...