Die Isotherme Titrationskalorimetrie (ITC) misst die Wechselwirkungsenergie zwischen molekularen Bindungspartnern und bestimmt thermodynamische Parameter wie (Kd), (Delta G), (Delta H) und (Delta S).
Isotherme Titrationskalorimetrie (ITC)
Die Isotherme Titrationskalorimetrie (ITC) ist eine empfindliche experimentelle Technik zur Messung der Wechselwirkungsenergie zwischen molekularen Bindungspartnern. Sie ist besonders nützlich in der Biochemie und der pharmazeutischen Forschung, um die thermodynamischen Parameter von Bindungsreaktionen zu bestimmen.
Funktionsweise der ITC
Bei der ITC wird ein Ligand schrittweise in eine Zelle injiziert, die das Molekül von Interesse (zum Beispiel ein Protein) enthält. Jede Injektion führt zu einer Bindungsreaktion, die die Temperatur innerhalb der Zelle verändert. Ein sehr empfindlicher Kalorimeter misst die Wärme, die bei jeder Injektion entweder frei wird (exotherm) oder aufgenommen wird (endotherm).
Messbare Parameter
Die ITC ermöglicht die Bestimmung folgender thermodynamischer Parameter:
Gleichungen
Die grundlegenden thermodynamischen Beziehungen, die durch ITC bestimmt werden können, sind:
\(\Delta G = \Delta H – T \Delta S\)
und
\(\Delta G = -RT \ln K_d\)
Hierbei ist \(R\) die universelle Gaskonstante und \(T\) die absolute Temperatur.
Anwendungen
Die ITC findet Anwendungen in verschiedensten Bereichen:
Vorteile und Nachteile
Die Vorteile der ITC sind:
Zu den Nachteilen gehören:
Schlussfolgerung
Die Isotherme Titrationskalorimetrie ist eine leistungsstarke Methode zur Untersuchung der thermodynamischen Eigenschaften molekularer Wechselwirkungen. Obwohl sie einige Herausforderungen mit sich bringt, bietet sie tiefgehende Einblicke in die Bindungsmechanismen, die für das Verständnis biologischer und chemischer Prozesse unerlässlich sind.
