Циркуларни дихроизам — разлика између измена

Због асиметричне расподеле наелектрисања код оптички активних молекула, десно и лево кружно поларизовани таласи ће се кретати различитим брзинама (због различитих [[индекс преламања|индекса преламања]], n_D ≠ n_L). Као последица тога, [[фазни померај]] између лево и десно кружно поларизованог таласа после проласка кроз [[оптички активнaактивна срединaсредина|оптички активну средину]] ће бити различит од оног пре проласка кроз оптички активну средину, па ће [[раван поларизације]] [[линеарно поларизованaполаризована светлост|линеарно поларизоване светлости]] после проласка кроз оптички активну средину бити закренута за одређени угао у односу на раван поларизације линеарно поларизованог упадног снопа.<ref name="Hecht">{{cite book |author=Hecht, E. |title=Optics |edition=3rd |year=1998 |publication=Addison Wesley Longman |location=Massachusetts}}</ref> Ако су за дату оптички активну супстанцу различити и [[моларни апсорпциони коефицијент]]и за десно и лево кружно поларизовану светлост (ε_D ≠ ε_L) излазни сноп ће бити елиптично поларизован<ref name="Практикум1_2007" />.

Скоро сви биолошки молекули су оптички активни. Како се ЦД примењује на апсорпционе траке било ког оптички активног молекула, он ће бити примењен за биолошке молекуле, због десне ротације (нпр. неки [[шећер]]и) и леве ротације (нпр. неке [[аминокиселине]]) коју они поседују. Такође можемо одредити [[секундарнaсекундарна структурaструктура|секундарну структуру]] посматрањем ЦД за дати молекул. Дакле, [[алфа хеликс]] протеина и дупли (дволанчани) хеликс нуклеинских киселина имају карактеристичне ЦД спектре за своје структуре.

ЦД је уско повезан са техником оптичке ротационе дисперзије (ОРД), с тим што се ЦД сматра напреднијом техником. ЦД се мери близу апсорпционих трака од интереса, док се ОРД може мерити далеко од ових трака. Међутим, због дисперзионе природе ОРД, ЦД је осетљивија аналитичка метода. У принципу, ова два мерења могу бити повезана тзв. [[Кониг-КрамеровaКрамерова трансформацијaтрансформација|Кониг-Крамеровим]] трансформацијамaтрансформацијама, ако су све апсорпције обухваћене мерењем.

Ултраљубичасти ЦД спектар протеина може предвидети важне карактеристике њихове [[секундарнaсекундарна структурaструктура|секундарне структуре]]. Предикција секундарне структуре заснива се на претпоставци да је ЦД спектар протеина, због изразите оптичке активности пептидне [[хромофор]]е, одраз његове секундарне структуре. За пептидну хромофору карактеристични су n -> π* прелаз на 220 nm и π -> π* прелаз на 190 nm. Процену структуре протеина се врши помоћу ЦД спектара синтетичких полимера који имају структуру 100 % [[Алфа хеликс|α-хеликса]], 100 % [[Бета раван|β-равни]],100 % насумичног клупка (случајна структура) итд. Ова фракционална именовања важна су јер упућују на могуће секундарне конформације у којима може бити протеин. На пример, поли-Л-лизин {(-{Lys}-)n} може усвојити 3 различите конформације само за различите вредности -{[[pH]]}- и температуре: насумично клупко на -{[[pH]]}- 7,0 ; [[Алфа хеликс|α-хеликс]] на -{[[pH]]}- 10,8 ; [[Бета раван|β-облик]] на -{[[pH]]}- 11,1 после загревања до 52-{°C}- и хлађења.

ЦД спектар непознатог протеина = -{f_αS_α(λ) + f_βS_β(λ) + f_RCS_RC(λ)}-, где су -{S_α(λ), S_β(λ)}-, и -{S_RC(λ)}- изведене из основног спектра поли-Л-лизина. Недостатак ове методе је то што иако је лако добити вредности за -{S_α(λ), S_β(λ)}-, и -{S_RC(λ)}- из директних мерења, оне нису увек усаглашене од једне лабораторије до друге. Такође, мора се узети у обзир и дужина ланца и утицај [[агрегатно стањeстање|агрегатног стања]] овог скупа база спектра. Међутим, овај метод је обично тачан до 10% за садржај [[Алфа хеликс|α-хеликса]].

За одређивање [[секундарнaсекундарна структурaструктура|секундарне структуре]], посматрају се спектри у далекој [[UV]] области (190-250 nm) и уколико је протеин у нативној (савијеној) конформацији – пептидна веза ће давати ЦД сигнал.

За одређивање [[Терцијарна структура протеина|терцијарне структуре]], посматрају се ЦД спектри у блиској [[UV]] области (250-350 nm) и уколико је протеин у нативној конформацији, ЦД сигнали ће потицати од ароматичних аминокиселина и [[дисулфидни мост|дисулфидних мостова]]. Сигнали у области од 250-270 nm потичу од фенилаланина, од 270-290 nm од тирозина и од 280-300 nm од [[триптофан]]а. [[ДисулфиднaДисулфидна везaвеза|Дисулфидне везе]] дају широке, слабе сигнале у целој блиској -{[[UV]]}- области. Уколико не постоји никакав сигнал у области од 250-350 nm, значи да се протеин не налази у нативној конформацији. <ref name="Практикум1_2007" />.

ЦД даје мање специфичну информацију о структури од нпр. рендгено-структурне анализе или [[НМР]] спектроскопије протеина, које дају податке о атомима. Међутим, ЦД спектроскопија је брза метода, која не захтева велике количине протеина, нити дугу обраду података. ЦД се може користити за испитивање услова растворљивости, промене температуре, -{[[pH]]}-, [[јонскaјонска јачинaјачина|јонске јачине]] и присуства различитих фактора.

ЦД спектри протеина коришћени за процену [[Sekundarna struktura|секундарне структуре]] повезани су са π - π* прелазима, који су последица апсорпције [[амиднaамидна везaвеза|амидне везе]]. Ове апсорпционе траке леже делимично у вакуумској ултраљубичастој области (таласне дужине мање од 200 nm). Област ове таласне дужине је неприступачна због снажне апсорпције [[кисеоник]]а, тако да је снимање на инструментима ослобођеним од [[кисеоник]]а (пуњеним чистим гасом [[азот]]ом) неопходно.

На нивоу [[квантнaквантна механикaмеханика|квантне механике]], садржај информација ЦД-а и [[оптичкaоптичка ротацијaротација|оптичке ротације]] је идентичан.