Et forskerteam ledet af Dr. Huang Qing fra Hefei Institutes of Physical Science of the Chinese Academy of Sciences har udviklet en ny metode, der bruger lavfrekvente Raman-spektroskopi til at opdage ekstremt subtile ændringer i strukturen af porphyrinmolekyler-ændrer, at traditionelle teknikker ofte undlader at fange.
Arbejdet offentliggøres i Spectrochimica Acta Del A: Molekylær og biomolekylær spektroskopi.
De små, out-of-plan (OOP) deformationer af metalloporphyrinmolekyler er vigtige for de biologiske funktioner i mange enzymer. Imidlertid er disse deformationer for små og varierer lidt mellem molekyler, hvilket gør dem svære at detektere ved anvendelse af traditionelle metoder.
I modsætning hertil tilbyder resonans Raman -spektroskopi et mere effektivt middel til at identificere strukturelle træk i sådanne molekyler. Indtil nu er forholdet mellem specifikke deformationer og forskydningerne i Raman-spidsfrekvenser forblevet uklar på grund af kompleksiteten af de molekylære interaktioner og vanskeligheden ved at måle lavfrekvente Raman-signaler.
I denne undersøgelse fokuserede teamet på nikkelporphyrin som et modelmolekyle og anvendte densitetsfunktionsberegninger til at undersøge sammenhængen mellem to biologisk relevante deformationer (flæsende og sadle) og Raman -spektrale skift.
Forskerne påførte derefter deres metode til tre forskellige typer nikkelporfyriner, hvorved Raman -spektre med succes opsamlede Raman -spektre med frekvenser så lave som omkring 10 cm-1der afslørede forskellige mønstre.
De fandt, at alle tre porphyriner viste lignende ruffling deformationer, med kun små forskelle i deres sadle deformationer.
Det vigtigste er, at de opdagede, at skiftet i en bestemt Raman -top (γ18 Peak) kunne være direkte knyttet til graden af sadeldeformation i disse molekyler. Dette forhold betyder, at y18 Peak kan nu tjene som en pålidelig indikator til påvisning af subtile strukturelle ændringer i porphyriner.
Denne undersøgelse viser ikke kun, hvor lavfrekvent Raman-skift kan detektere OOP-deformationer i porphyrinmolekyler forårsaget af miljøændringer, men giver også et nyttigt værktøj til at forstå, hvordan disse deformationer påvirker deres biologiske funktioner.