Ideas otrora utópicas permiten hoy a las proteínas dibujar.

La cuestión está relacionada con la pregunta ¿Las ideas se deben publicar?  

Alexander Kolin (1910-1997), profesor emérito de biofísica e inventor del medidor de flujo electromagnético y del enfoque isoeléctrico(IEF), por el cual fue un fuerte candidato para el Premio Nobel, alguna vez comentó que cuando se pudieran generar gradientes de pH sería factible realizar una titulación invertida de proteínas. Una titulación de proteínas en solución consiste básicamente en variar la acidez (pH) a su alrededor mediante el agregado del reactivo titulante con una bureta. 

El dispositivo consta de la proteína disuelta colocada en un vaso de precipitados conteniendo un electrodo para medir el pH y una bureta con ácido o base que permite, mediante el agregado gota a gota, variar en forma continua la acidez alrededor de la molécula. Una proteína está caracterizada por su punto isoeléctrico, pH en el cuál no migra en un campo eléctrico, lo que sería equivalente a una carga neta cero (en realidad tiene una carga eléctrica muy pequeña pero el trasporte de masa por el campo eléctrico está equilibrado por el trasporte de masa por difusión). A pH inferiores a la pI (más ácidos) los grupos laterales de las proteínas se cargan positivos y a pH mayores a la pI (más básica) otros grupos se cargan negativos. El gráfico del pH vs los ml de titulante da una curva de titulación característica de la proteína ya que su forma depende cuali y cuantitativamente de los grupos laterales ionizables, su solubilidad en el rango de pH de 0 a 14, etc. (Figura 1).

En un celebre artículo de Olof Vesterberg “Synthesis and Isoelectric Fractionations of Carriers Ampholites (Acta Chem. Scandinav. 1969, 23, 2653-2666), sienta las bases para generar con sus “anfolitos” un gradiente de pH en un gel cuando este se somete a la acción un campo eléctrico.

Los “anfolitos” comenzaron a comercializarse aprox. en 1970. Al generar un gradiente de pH muestras de proteínas pueden separase por sus pI cuando quedan enfocadas en el pH correspondiente. La técnica se denominó isoelectroenfoque o enfoque isoléctrico(IEF). Muchos años después tres investigadores (A. Rosengren, B. Bjellqvist y v. Gasparic) recordaron la idea de Alexander Kolin: en vez de cambiar el pH alrededor de la proteína mediante agregado de reactivo con una bureta, lograr lo mismo haciendo que la proteína se mueva en un gradiente de pH. Había nacido la titulación invertida.  La secuencias de pasos necesarios para realizarla se resumen en la Figura 2.

Crédito: Alberto Luis D'Andrea. Series Monográficas. IAIA.

En la Figura 3 se ven las curvas obtenidas por electroforesis bidimensional movilidad (u) en función del gradiente de pH (Isoelectroenfoque) para ocho proteínas distintas. Estás han dibujado su propia curva de titulación y la imagen es de ellas mismas luego de la tinción. Los puntos de intersección A, B, y C representan el pH, a modo de ejemplo, en el cual las proteínas tienen la misma carga neta representando un isoambiente particular. Las curvas dibujadas por las mismas proteínas también se pueden utilizar para definir estrategias de purificación de modo de lograr su separación o purificación seleccionando el/los pHs adecuados. En síntesis, la pregunta queda contestada, publicar las ideas aunque haya que esperar la tecnología necesaria para concretarlas. Alexander Kolin lo hizo, por eso hoy las proteínas pueden dibujar su propia curva de titulación.