pH值對雙甘肽體積性質(zhì)影響的研究

張舒南, 吳玉姝

(1.聊城第一中學(xué)，山東 聊城 252000；2.聊城大學(xué) 生物制藥研究院，山東 聊城 252000)

pH值對雙甘肽體積性質(zhì)影響的研究

張舒南1, 吳玉姝2*

(1.聊城第一中學(xué)，山東 聊城 252000；2.聊城大學(xué) 生物制藥研究院，山東 聊城 252000)

使用石英振蕩管密度計精確測定了298.15 K 溫度下雙甘肽在不同pH值的磷酸鈉緩沖溶液中的密度，計算得到雙甘肽的表觀摩爾體積V ，線性擬合得到極限偏摩爾體積 和實驗斜率Sv。結(jié)果表明, pH 值對雙甘肽的體積性質(zhì)有明顯影響。從溶質(zhì)與溶劑分子間相互作用及溶質(zhì)與溶質(zhì)分子間相互作用對體積性質(zhì)的變化規(guī)律進(jìn)行了討論。

雙甘肽；表觀摩爾體積；極限偏摩爾體積；pH值

蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，是生命活動的主要承擔(dān)者，具有構(gòu)成人體組織成分、調(diào)節(jié)生理功能、供給能量等重要生理功能[1]。疏水作用及疏水和親水的平衡在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能方面起著重要的作用。但由于蛋白質(zhì)分子復(fù)雜的三級結(jié)構(gòu)以及不同官能團(tuán)之間的非共價相互作用，因此常采用模型分子的研究方法[2-4]。以氨基酸、酰胺、肽及其衍生物作為蛋白質(zhì)模型分子的溶液熱力學(xué)研究引起了研究者的廣泛關(guān)注。肽分子作為模型分子的突出特點就是模型本身為蛋白質(zhì)分子的一部分，能夠更為準(zhǔn)確的反映蛋白質(zhì)分子內(nèi)部各基團(tuán)間的相互作用。酸堿平衡是體內(nèi)環(huán)境調(diào)節(jié)的重要因素，也是維持正常生理活動的重要條件。pH值會影響蛋白質(zhì)的折疊，從而改變蛋白質(zhì)的生理活性。所以研究雙甘肽(甘氨酰甘氨酸，圖1)在不同pH緩沖溶液中的體積性質(zhì)，有利于人們提高對蛋白質(zhì)相關(guān)性質(zhì)的認(rèn)識。

圖1 雙甘肽分子式Fig.1 Molecular structure of glycylglycine

本文用密度法測定了298.15 K 下雙甘肽在不同pH磷酸鈉緩沖溶液中的密度，計算得到了極限偏摩爾體積，從分子間相互作用對結(jié)果進(jìn)行了討論，為了解pH值對蛋白質(zhì)相關(guān)性質(zhì)的影響提供有意義的信息。

1 實驗部分

1.1 儀器

雙甘肽溶液密度測定所用儀器為DMA 5000型精密數(shù)字式石英振蕩管密度計(安東帕公司，奧地利)，溫度控制到T=298.15±0.01K。測量精度為 ± 0.000002 g·cm-3。分析天平(梅特勒-托利多公司，型號AG135)測量精度為 ±0.01 mg。實驗中所有的溶液均使用超聲波振蕩器(上海超聲儀器有限公司，型號SK3300LH)脫氣處理。pH計(梅特勒-托利多公司，型號FE20)，用于緩沖液的配制。

1.2 試劑

雙甘肽與NaH2PO4購于北京百靈威化學(xué)試劑有限公司，Na2HPO4和NaCl購于上海阿拉丁試劑有限公司，以上試劑純度均大于99%。實驗所用其他試劑均為分析純，實驗所用水為新蒸餾的二次蒸餾水，磷酸鈉緩沖溶液的pH值控制在3.0～8.0。雙甘肽溶液濃度范圍控制在0.0250 ～ 0.0900 mol·kg-1。

1.3 測試方法

以不同pH的磷酸鈉緩沖溶液為溶劑，雙甘肽為溶質(zhì)，用稱重法精確配制0.0250 ～ 0.0900 mol·kg-1的雙甘肽溶液，配制完成后用超聲波脫氣后備用。密度計使用前用乙醇和二次蒸餾水反復(fù)清洗，清洗完畢后用二次蒸餾水及干燥空氣校正[5]。所有待測結(jié)果為三次測量結(jié)果的平均值。

2 結(jié)果與討論

雙甘肽在不同pH磷酸鈉緩沖溶液中的密度見表1。

表1 298.15K時雙甘肽在不同pH磷酸鈉緩沖溶液中的密度及其表觀摩爾體積Table 1 Densities and apparent molar volumes of glycylglycine in sodium phosphate buffer with different pH values at 298.15 K

雙甘肽的表觀摩爾體積V 根據(jù)下式計算[6]：

Vφ=M/ρ-1000 (ρ-ρ0) / (mρρ0)

(1)

pH值 3.0 (■), pH值 4.0 (●), pH值 5.0 (▲), pH值 6.0 (▼), pH值 7.0 (?), pH值 8.0 (△)

圖2 298.15 K時雙甘肽在不同pH值的磷酸鈉緩沖溶液中的表觀摩爾體積隨其質(zhì)量摩爾濃度的變化趨勢

Fig.2 Variation of apparent molar volumes of glycylglycine versus their molalities at 298.15 K in sodium phosphate buffer with different pH

由圖1可以看出，Vφ隨質(zhì)量摩爾濃度m的變化滿足線性關(guān)系：

(2)

表2 298.15K時雙甘肽在不同pH值 下的標(biāo)準(zhǔn)偏摩爾體積和實驗斜率Table 2 Standard partial molar volumes and experimental slope of glycylglycine at 298.15K and different pH values

3 結(jié)論

[1] 李 敏,楊曉光. 蛋白質(zhì)[J]. 蛋白質(zhì)營養(yǎng)學(xué)報, 2013, 35 (2): 113-116.

[2] 許 莉,王 旭, 林瑞森. L-絲氨酸在丙二醇-水和丁二醇-水混合溶劑中的體積性質(zhì)[J]. 化學(xué)學(xué)報, 2005, 63 (16) : 1531-1535.

[3] 周 利,劉春麗,王 文,等.甘氨酸在N，N-二甲基甲酰胺水溶液中的體積性質(zhì)[J]. 化學(xué)通報, 2014, 77 (10): 1017-1020.

[4] 王秀芳,田 勇,盧 雁. 氨基酸-醇-水體系的密度與表觀摩爾體積[J]. 化學(xué)學(xué)報, 2009, 67 (8) : 716-722..

[5] 劉春麗,周 利, 林瑞森. L-丙氨酸在LiNO3, NaNO3, KNO3和NaClO4水溶液中的體積性質(zhì)[J]. 化學(xué)學(xué)報, 2007, 65 (10): 998-1001.

[6] 孟祥芮, 陳慧萍, 張國榮. 磷酸氫二銨在水和乙醇-水中的體積性質(zhì)研究[J]． 南昌大學(xué)學(xué)報: 工科版， 2016， 38 ( 3) : 224-229．

[7] 趙長偉, 馬沛生, 朱春英, 等. L-蘇氨酸在糖及維生素C水溶液中的體積性質(zhì)[J]. 物理化學(xué)學(xué)報, 2004, 20 (1): 15-20.

(本文文獻(xiàn)格式：張舒南, 吳玉姝.pH值對雙甘肽體積性質(zhì)影響的研究[J].山東化工，2017，46(12)：41-43.)

Study on the Influence of pH on the Volumetric Properties of Glycylglycine

ZhangShunan1，WuYushu2*

(1.Liaocheng No.1 Middle School, Liaocheng 252000, China;2.Institute of BioPharmaceutical Research, Liaocheng University, Liaocheng 252000, China)

Apparent molar volumes (V ) of glycylglycine in sodium phosphate buffer with different pH values were obtained from densities of the solutions, accurately measured with a quartz vibrating-tube densimeter at 298.15 K. These data were used to deduce limiting partial molar volumes and experimental slope Sv by linear fitting. The results indicated that pH value has a great influence on the volumetric property of glycylglycine. The changes of the volumetric properties were discussed in the light of interactions between solute and solvent molecules as well as between solute and solute molecules.

glycylglycine; apparent molar volume; limiting partial molar volume; pH value

2017-04-14

張舒南，高中生；通訊聯(lián)系人：吳玉姝，女，博士，講師，研究方向：藥物分析。

O645.16

A

1008-021X(2017)12-0041-03