Esta pregunta es bastante amplia, pero haré mi mejor esfuerzo en función de mis experiencias con los bioquímicos en la academia. Las herramientas utilizadas por los bioquímicos son bastante amplias, y el conjunto de herramientas está en constante crecimiento para responder preguntas cada vez más complicadas. Por lo tanto, antes de leer mi respuesta, lo aliento a que siga la revista Analytical Biochemistry (Analytical Biochemistry), donde estoy seguro de que encontrará abundante información sobre técnicas existentes y novedosas en el campo de la bioquímica.
La bioquímica es un campo amplio pero (desde mi comprensión y perspectiva) puede reducirse a la comprensión de las interacciones inter e intramoleculares y las relaciones estructura-función en un contexto biológico. Por lo tanto, la mayoría de las áreas de estudio se centran en comprender las relaciones estructurales y funcionales de péptidos y proteínas, la estructura y función de la enzima, y las interacciones de proteínas con proteínas, ADN o moléculas pequeñas. Por lo tanto, tener una buena formación en el análisis de péptidos y proteínas le servirá bien en bioquímica.
La información de secuenciación puede determinarse experimentalmente para proteínas y péptidos usando espectrometría de masas en tándem o degradación de Edman (secuenciación de proteínas) y la información de secuenciación de ADN puede determinarse experimentalmente utilizando una gama de métodos diferentes (secuenciación de Sanger y métodos más recientes, secuenciación del genoma completo).
La estructura de péptidos y proteínas se puede determinar mediante cristalografía, en la que la (s) molécula (s) de interés se disuelven en un tampón que promueve la formación de cristales o la formación de cocristales (para complejos). Los cristales pueden analizarse usando difracción de rayos X en un sincrotrón y analizarse con un procesamiento de datos completo [1]. La estructura secundaria de péptidos y proteínas se puede determinar de forma más simple utilizando dicroísmo circular (CD), donde las hélices alfa, las láminas beta y la “espiral aleatoria” pueden distinguirse (hasta cierto punto) por la información espectral. La estructura de péptidos y proteínas también se puede predecir usando modelos matemáticos.
Los bioquímicos dedican una gran cantidad de tiempo a comprender y manipular las interacciones proteína-proteína, proteína-péptido y proteína-molécula pequeña. Como se mencionó anteriormente, estas interacciones se pueden estudiar utilizando cristalografía de rayos X, pero existen métodos más simples que pueden complementar esta información. Por ejemplo, los ensayos de polarización de fluorescencia (FP) son útiles para rastrear el curso temporal de las interacciones péptido-péptido, proteína-péptido o proteína-molécula pequeña [2]. Las interacciones intermoleculares también pueden resolverse usando métodos analíticos tales como resonancia de plasmón superficial (SPR) o análisis de microbalanza de cristal de cuarzo (QCM). Estas herramientas generarán información de afinidad de enlace relativa que puede informar la fortaleza de una interacción dada. Las simulaciones de acoplamiento molecular pueden predecir las interacciones intermoleculares y su afinidad relativa (por ejemplo, AutoDock Vina junto con información estructural sobre las moléculas de interés). En una mezcla bruta, la identidad de las interacciones proteína-proteína se puede resolver usando coinmunoprecipitación de los objetivos con anticuerpos. Las interacciones proteína-ADN también son bastante importantes en biología, y existen muchas herramientas analíticas para medir estas interacciones. Por ejemplo, un ensayo de cambio de gel es una herramienta que puede identificar regiones de ADN que están unidas por proteínas diana [3]. La energía de las interacciones intra o intermoleculares se puede descubrir usando ensayos como la calorimetría ( por ejemplo, la digitalización por barrido digital [4]). Estas herramientas pueden informar la termodinámica del plegamiento / despliegue de proteínas y varias interacciones intermoleculares.
Por supuesto, gran parte de la bioquímica implica el diseño y la fabricación de nuevos compuestos, por lo que es necesario un conjunto de herramientas analíticas para analizar estos nuevos compuestos. Por ejemplo, la información de pureza del compuesto se puede determinar usando cromatografía en capa fina (TLC), cromatografía en columna, cromatografía líquida de alta resolución, espectrometría de masas (electronebulización, tiempo de vuelo), LC-MS u otros métodos analíticos relacionados. Además, UV-Vis o la espectroscopía de luz visible es una herramienta importante en la bioquímica, ya que puede aprender mucha información en función de la absorción característica de determinados aminoácidos (triptófano, tirosina) o enlaces amida.
¿Cuáles son los genes del virus Ebola (EBOV)?
¿Cuáles son algunos de los mejores carteles en bioquímica y biología molecular?
¿Cuál es el futuro de C. elegans como organismo modelo?
¿Una dosis baja de dextrometorfano regularía los receptores NMDA?
Esta respuesta solo tiene la intención de ser una breve introducción a algunas herramientas de bioquímica analítica, pero obviamente este conjunto de herramientas aumenta de tamaño con el tiempo (y estoy seguro de que me faltan algunas cosas también). A medida que los laboratorios de bioquímica se vuelven más interdisciplinarios, es importante ampliar las herramientas para incluir ensayos biológicos (para medir la actividad de nuevos compuestos o la contribución de las interacciones proteína-proteína, proteína-molécula pequeña o proteína-ADN a la función celular) . Sin embargo, esa es una discusión que solo puede ser productiva si se apunta a una función celular específica.
Referencias
[1] El uso de la radiación de sincrotrón en la cristalografía de proteínas
[2] Página en nih.gov
[3] Ensayo de cambio de movilidad electroforética
[4] Calorimetría como herramienta analítica en bioquímica y biología
