溶菌酶在液固界面吸附時置換吸附焓的微量熱研究.pdf

1、本文利用精密微量熱法和搖床法對25℃不同硫酸銨((NH<,4>)<,2>SO<,4>)濃度下天然及變性溶菌酶(Lys)水溶液和適度疏水填料PEG-600混合時的吸附量和置換吸附熱效應(yīng)進(jìn)行了測定。將總置換吸附焓△H<,i>分解為各個次級過程中的焓變分量：吸附親和焓變△H<,a>，去水合焓變△H<,d>，分子構(gòu)象焓變△H<,m>。通過對置換吸附焓變、熵變、自由能變的分量進(jìn)行分析，探討了鹽濃度的變化對總焓變△H<,i>的影響，以及蛋白質(zhì)在吸附

2、折疊過程中各個次級過程與熱力學(xué)分量之間的關(guān)系。 通過量熱測定的焓變和平衡吸附熱力學(xué)的分析，我們得知：(1)利用搖床法測定的天然溶菌酶在疏水表面的吸附量的結(jié)果表明，在低鹽濃度下，天然溶菌酶的吸附表現(xiàn)為負(fù)吸附，在高鹽濃度下吸附量顯著增加。(2)不同鹽濃度條件下天然溶菌酶在液/固界面上的置換吸附焓△H<,i>的值都為正值，表現(xiàn)為吸熱。說明天然溶菌酶在疏水表面吸附時，失去了其有序天然結(jié)構(gòu)，暴露了內(nèi)部的疏水基團(tuán)。(3)25℃不同硫酸銨濃度

3、條件下，天然Lys在PEG-600表面上的吸附是一個熵驅(qū)動的過程，這是因為吸附過程中比起疏水作用來說，由于蛋白分子構(gòu)象發(fā)生改變所引起的分子構(gòu)象作用占了優(yōu)勢，暗示了吸附過程中熵增起了主要作用。(4)根據(jù)計量置換理論(stoichiometric displacement theory，SDT)理論，結(jié)合吸附等溫線的數(shù)據(jù)，計算出各個次級過程中的熱力學(xué)分量，首次揭示了蛋白吸附過程中各個次級過程與熱力學(xué)分量之間的關(guān)系；(5)測定的焓變△H和計算

4、得到的AG值說明了天然溶菌酶在表面上的吸附是一個自發(fā)的過程。 對相同條件下經(jīng)1.8mol．L<'-1>鹽酸胍變性的變性溶菌酶的置換吸附焓同樣進(jìn)行了測定，研究發(fā)現(xiàn)(1)變性溶菌酶在疏水表面的吸附量隨著鹽濃度和蛋白濃度的增加逐漸增加。(2)變性溶菌酶在疏水表面上再折疊和吸附時，由于疏水作用的影響，在低鹽濃度下，總置換吸附焓△H<,i>表現(xiàn)為吸熱，但在高鹽濃度下△H<,i>表現(xiàn)為放熱。(3)變性溶菌酶的吸附和再折疊過程是同時發(fā)生的，在

5、高鹽濃度時疏水作用強(qiáng)于去水合作用，是一個主要由△H<,a>和△H<,m>的焓驅(qū)動過程促使了變性Lvs分子在PEG-600表面的吸附和折疊。(4)高鹽濃度時由液固吸附熱力學(xué)計算所得的熵變的分析，與微量熱測定焓變的分析相一致，符合熱力學(xué)焓一熵補(bǔ)償理論，即高鹽濃度時，在變性溶菌酶的吸附過程中，隨鹽濃度增加熵值的減小可通過較大的放熱焓變得以補(bǔ)償。 在液/固界面上蛋白吸附的微量熱研究對于探討蛋白的吸附及折疊的機(jī)理是非常重要和可信的。本文應(yīng)