极稀溶液中胶原多肽构象的研究

摘要

应用高精度光电水平乌氏粘度计系统的研究了稀浓度到极稀浓度区胶原多肽在不同条件下的粘度行为,初步探讨了稀溶液中胶原多肽在玻璃毛细管壁上的吸附对其粘度行为的影响,具体结果如下:
　　 测定了不同浓度胶原多肽溶液的流出时间,结果表明:稀浓度到极稀浓度区胶原多肽水溶液在15.0℃下流出时间的标准偏差值很大,其流出时间波动很大,这主要与胶原多肽分子链中带电氨基酸间静电相互作用、疏水性氨基酸间疏水作用和肽键间氢键作用引起的结构变化有关,使胶原多肽溶液处于不稳定状态。升高温度、调节pH＜pI、添加低浓度的乙醇均能增强胶原多肽溶液的稳定性,而且低浓度下的胶原多肽溶液比高浓度下稳定性要好。
　　 用粘度法研究了胶原多肽在42.0℃下不同pH及不同盐浓度对其溶液性质的影响,探讨了小分子盐对胶原多肽粘度浓度依赖性及其链尺寸的影响。实验结果表明:胶原多肽溶液在等电点及远离等电点时的溶液性质截然不同；胶原多肽浓度为0.4mg/mL,其等电点在5.0附近；在等电点附近加入小分子盐,胶原多肽溶液表现出明显的反聚电解质性质；在远离等电点时,胶原多肽溶液表现出聚电解质行为。在极稀浓度区胶原多肽溶液粘度出现急剧上升,随着小分子盐的加入,极稀浓度区胶原多肽溶液的粘度急剧下降；当盐浓度足够高时,胶原多肽溶液的ηsp/c-c曲线趋于一条直线。
　　 此外,考察了不同温度下尿素和SDS对胶原多肽溶液粘度的影响。结果表明:胶原多肽水溶液在温度比较低时由于氢键的作用,主要以三股螺旋结构存在,随着温度的升高,胶原多肽分子发生从螺旋到无规线团的转变,到大约30.0℃时,完成解螺旋,该过程为热可逆过程。尿素的加入降低了完全解螺旋的温度。表面活性剂SDS增强了胶原多肽分子的疏水作用,使其发生分子内折叠。
　　 根据修正后的粘度公式,编写出计算程序,对得到的实验数据进行计算,得到胶原多肽特性粘数[η]及毛细管内壁界面参数Km、k和beff,结果表明:胶原多肽在水溶液的特性粘数随温度增加而减小；在乙醇-水混合溶剂中的特性粘数随乙醇浓度的增加先减小后增大再减小,均与实验值相吻合。计算得到的毛细管有效吸附层厚度beff比胶原多肽分子在溶液中的实际尺寸大的多,说明溶液中流动的胶原多肽分子与毛细管壁上吸附的胶原多肽分子链之间存在一个排斥层。