Un marcador de espín (SL) es una molécula orgánica que posee un electrón desapareado , generalmente en un átomo de nitrógeno , y la capacidad de unirse a otra molécula. Los marcadores de espín se utilizan normalmente como herramientas para investigar proteínas o dinámicas locales de membrana biológica mediante espectroscopia de resonancia paramagnética electrónica . La técnica de marcado de espín dirigido al sitio (SDSL) permite monitorear una región específica dentro de una proteína. En los exámenes de la estructura de proteínas, se pueden utilizar SL específicos de aminoácidos .
El objetivo del etiquetado de espín es algo similar al de la sustitución isotópica en la espectroscopia de RMN . En este caso, se reemplaza un átomo que carece de espín nuclear (y, por lo tanto, es silencioso en RMN) con un isótopo que tiene un espín I ≠ 0 (y, por lo tanto, es activo en RMN). Esta técnica es útil para rastrear el entorno químico alrededor de un átomo cuando la sustitución completa con un isótopo activo en RMN no es factible. Recientemente, el etiquetado de espín también se ha utilizado para investigar el entorno químico local en la propia RMN, en una técnica conocida como Mejora de la Relajación Paramagnética (PRE).
Los recientes avances en la teoría y la medición experimental de las PRE han permitido la detección, caracterización y visualización de estados escasamente poblados de proteínas y sus complejos. [1] Dichos estados, que son invisibles para las técnicas biofísicas y estructurales convencionales, desempeñan un papel clave en muchos procesos biológicos, incluidos el reconocimiento molecular, el alosterio, el ensamblaje macromolecular y la agregación.
Los ácidos grasos marcados con espín se han utilizado ampliamente para comprender la organización dinámica de los lípidos en biomembranas y la biofísica de membranas . Por ejemplo, el ácido esteárico marcado con una fracción de marcador de espín aminoxilo en varios carbonos (5, 7, 9, 12, 13, 14 y 16) con respecto al primer carbono del grupo carbonilo se ha utilizado para estudiar el gradiente de flexibilidad de los lípidos de membrana para comprender las condiciones de fluidez de la membrana a diferentes profundidades de su organización de bicapa lipídica. [2]