甘氨酸在尿素-水混合溶剂中稀释热力学研究.pdfVIP

甘氨酸在尿素一水混合溶剂中的稀释热力学研究 邵爽 胡新根 林瑞森 (浙讧教育学院化学系杭州310012)(浙江大学化学系杭州310027) 氨基酸是重要的生物活性物质．是组成蛋白质的基本结构单位．被认为是蛋白质研究的模 型化合物．氨基酸在水溶液中的热力学性质研究有助于了解复杂生物体系中的各种相互作闹Ⅲ． 天然环境中存在的众多有机物，对蛋白质的溶解度、变性行为、解缔成次一级结构和酶的活性等 挪有很大的影响12】．因此研究蛋白质模型分子与各种具有生物功能分子之间的相互作用具有非常 重要的意义． 稀释培是与此相关的重要的热力学参数，由混合滓剂的稀释焓数据可以获得溶剂介入的溶 质分子问的相互作用．尿素是许多球状蛋白的变性剂[31，同时它是液态水结构的破坏者【m．研究氨 基酸．尿素之间的相互作用，有助于了解尿素在蛋白质变性过程中作用机制．最近，有文献报道 了多肤、酰胺、盐酸胍等重要的生物模型分子在尿素，水混合溶剂中的热力学研究，但氨基酸在 尿素／水混合溶剂中稀释焓数据鲜见报道．本文利用LKB-2277徽热量计的流动混合劂量系坑． 测定了甘氨酸在尿素，水混合溶剂中的稀释焓，并运用过量培理论得到其焓对作用系数，探讨了 它们的焙对相互作用随混合溶剂组成变化的规律． 1 实验 I 1仪器与试剂 采用LKB．2277 Monitor流动混合系统测量稀释蛤． Bioactivity 生化级甘氨酸(上海华美生物工程公司)用乙醇-水重结晶提纯，在室温下真空干燥72h； 分析纯尿素(宁波化学试剂厂)用甲醇重结晶，在330K真空干燥?2h，置于真空硅胶干燥箱内 24h后使用．水为新鲜制备的二次重蒸水．样品用称量法配制，尿素，水混合物采用质量分数不 同质量分数(w)表示，所用天平为Mettle：fAlE200型，误差为±O．1mg． 1．2实验步骤 分别以不同浓度的屎素水洛渡为溶剂，甘_氨酸为溶质．当热量计恒温水浴和检测系统达到 2132) 热平衡后，Ⅲ用溶剂设定基线，并用小一挡的功率进行电标定．样品由一对微蠕动泵(LKB 毗不阿的流速匈速输入镟热量计的混合池，待系统达到热平衡后，记录不同稀释情况下的稀释热 功率数值(取两次测定的平均值)．蠕动泵的漉速用称量法测定． 稀释焓△d热可以按下式计算： △d以=P(i+mew)／m磊 (1) 式中P为稀释热功率，111i为稀释前溶液的质量摩尔浓度，M为痞质的摩尔质量，正为溶质的流速 (mg．s-1)．稀释后溶液的质量摩尔浓度91f为： 掘f=m矗，听(m埘+1)+五】 (2) 这里』为溶剂的流速． 本实验热功宰测定的相对平均偏差小于o3％，蠕动泵流速精度为o．2％，由称重引起的的 相对平均偏差为o．01％，最终测得稀释焓的相对平均偏差一般小于1％． 2结果与讨论 根据过量焓理论f”，过量摩尔蛤铲。可以表示为溶质质量摩尔浓度的维里展开式： 胪。瑚搿∞2+km3柏删。m4+… (3) 式中h。．^。、^一…分别为对、叁、肆…焓相互作用系数，它们可以通过稀释焓的剥定来求得： △d“民(抽。．．mO=^斟(珊f一埘J—南h(盥，—mi2)+k(m，—m。々+…“) 利用实验所测的△d．，％数据．根据式(4)进行多元线性回归分析，可以得到各级焓作用系数^。． ^。．^—，．．本文主要讨论焓对作用系数h。． 实验测得甘氨酸在不同尿素质量分数(w)混合溶液中的稀释蛤△di风，将实验数据按式(4) 进行二元线性回归得到的各焓对相互作用系数随观合溶荆中尿素质量分数的变化关系如下图所 rtool～，与文献㈣符台 示．相关系数在0．99以上．实验得到甘氪酸在纯水中的h。值为-430．5J．kg