Calorimetría de titulación isotérmica

Abstract

La unión reversible de un ligando a una proteína o ácido nucleico constituye, con la excepción de los procesos fotoquímicos, el modo universal de iniciación de los procesos biológicos que tienen lugar en los seres vivos (Gutfreund, 1995). El entendimiento de estos procesos de reconocimiento molecular es de fundamental importancia en la biología moderna. Su estudio consiste en determinar la estequiometría, la constante de equilibrio y la energética del proceso. La calorimetría de titulación isotérmica es la única técnica disponible capaz de evaluar a través de un solo experimento estos tres componentes sin ambigüedad. Casi cualquier reacción química o cambio físico producido en un sistema es acompañado por la liberación o absorción de calor. En este sentido los calorímetros pueden ser considerados como detectores universales y a la vez promiscuos, con las ventajas y desventajas que esto implica. A diferencia de los métodos ópticos, las medidas calorimétricas no requieren la incorporación de marcas específicas y se pueden realizar en sistemas opacos, turbios o heterogéneos (por ejemplo, células en suspensión), y bajo una amplia gama de condiciones biológicamente relevantes (temperatura, pH, fuerza iónica, etc.). El primer calorímetro isotérmico fue construido por Lavoiser y Laplace en 1780 (memoria sobre el calor). Desde ese momento se ha desarrollado una amplia variedad de instrumentos, pero no fue hasta 1990 cuando aparecieron en el mercado calorímetros sencillos y con una sensibilidad muy alta, que permitieron estudiar reacciones bioquímicas de asociación. Este tipo de calorímetro, donde se añade un ligando paso a paso a una solución de macromoléculas a temperatura constante y bajo agitación continua, se conoce como calorimetría de titulación isotérmica o ITC por su sigla en inglés (Isothermal Tritation Calorimetry).