D-/L-氨基酸晶体的相变研究——生物手性分子起源

摘要

地球上的生命体蛋白质中20种氨基酸，除甘氨酸没有手性外，其他19种全都是L型;而构成RNA、DNA中的核糖全都是D型，这种现象叫做生命现象的手性对称破缺。对于生命对L型的选择，其中原因至今仍是一个谜。1991年A.Salam预言D型氨基酸可以向L型氨基酸进行转变，而此预言已经被大多数研究者证明此现象不可能发生。但是在对老年痴呆症的研究过程中发现患者脑中有大量的D型氨基酸，其中D-天冬氨酸的数量最多。由此可见，L型氨基酸在特定的环境下可能会发生二级相变转换成D型氨基酸进而影响到人体机能的正常运转。
　　为了寻找氨基酸二级相变的机理，本文采用X衍射、核磁共振、比热、拉曼、高斯软件计算等5种方法对D-/L-缬氨酸进行了对比性研究。
　　发现D-/L-缬氨酸单晶中确实存在着二级相变，比热数据显示D-/L-缬氨酸之间的热焓差为6.7385J/mol，在270K附近出现相变峰。偏振拉曼光谱测试数据显示在270K左右，氨基酸中氨基的剪切振动发生相反趋势的位移。并且，利用高斯软什对实验进行了理论性验证。
　　核磁共振数据更加深入的证明了在氨基酸分子中α-H原子核对分了自旋弛豫时间影响较大，在量子物理角度证明了氨基酸相变的发生与原子核中粒子的自旋性质有直接关系。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 生物手性分子起源

1．1．1 宇称弱力不守恒

1．1．2 对称性破缺

1．2 手性氨基酸二级相变

1．3 希格斯子与手性氨基酸

1．4 手性自催化放大

第2章 氨基酸的研究进展及其晶体制备

2．1 氨基酸结构性质

2．2 结晶动力研究

2．3 氨基酸结晶方法

第3章 氨基酸的测试方法

3．1 拉曼光谱简介

3．2 偏振拉曼鉴定分子构象

3．3 高斯理论计算

第4章 研究进展

第5章 实验部分

5．1 氨基酸结晶

5．1．1 试剂与仪器

5．1．2 氨基酸结晶实验

5．2 X衍射实验

5．2．1 实验仪器与条件

5．2．2 实验结果与分析

5．3 比热实验

5．3．1 仪器

5．3．2 样品

5．3．3 实验测量步骤

5．3．4 实验结果与讨论

5．4 核磁共振

5．4．1 实验仪器

5．4．2 实验结果与讨论

5．5 拉曼光谱

5．5．1 实验仪器

5．5．2 实验结果与讨论

5．5．3 结论

5．6 高斯(Gaussian)计算

5．6．1 使用软件

5．6．2 步骤

5．6．3 结果与讨论

第6章 D-／L-缬氨酸晶体相变

6．1 缬氨酸的相变特点

6．2 蛋白质肽键形成过程

6．3 手性氨基酸相变机理

6．4 进化博弈理论

第7章 研究结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢