Коллоидно-химические свойства смесей лизоцим-ПАВ в системе водный раствор-октан (1105578), страница 17
Текст из файла (страница 17)
52).I. С < 10-6 М.Рост адсорбции Lz и коэффициентов распределения Lz и DTAB указываетна формирование гидрофобного комплекса Lz – DTAB, растворимость которого воктане и адсорбция на межфазной поверхности выше, чем у индивидуальногобелка. Повышается ферментативная активность лизоцима.II. 10-6 < C < 10-4 М.Происходит постепенная гидрофилизация комплекса Lz – DTAB, способствующая уменьшению концентрации Lz в октане и его адсорбции на поверхности.Взаимодействие DTAB с белком не влияет на размер белковой глобулы.
Ферментативная активность лизоцима снижается до значений, соответствующих активности индивидуального белка.105III. 10-4 < C < 5·10-3М.Уменьшение адсорбции Lz, рост адсорбции DTAB, снижение межфазногонатяжения. Происходит вытеснение Lz из адсорбционного слоя как за счет формирования гидрофильного комплекса Lz – DTAB, так и за счет конкурентной адсорбции с DTAB.IV. C > 5·10-3M.В органической фазе и на межфазной поверхности доминируют молекулыПАВ, небольшое количество белка на поверхности присутствует в виде гидрофобного комплекса.
В водном растворе находится гидрофильный комплекс белок – ПАВ компактной структуры, мицеллы и отдельные молекулы DTAB. В этойобласти концентраций повышается устойчивость смачивающих пленок, стабилизированных смесями Lz – DTAB.Рис. 52. Схема адсорбции смеси Lz – DTAB на границе вода/октан.106Смесь Lz – SDS (рис. 53).I. С < 10-6М.Формируется гидрофобный комплекс Lz – SDS, переходящий в органическую фазу и адсорбционный слой. Ферментативная активность Lz повышена.Рис. 53. Схема адсорбции смеси Lz – SDS на границе вода/октан.II.
10-6 < C < 10-4М.Адсорбция Lz не меняется, адсорбция SDS возрастает, межфазное натяжение снижается. Происходит совместная адсорбция гидрофобного комплекса Lz –SDS и SDS, что приводит к синергетическому эффекту при снижении межфазного натяжения. Lz сохраняет ферментативную активность, аналогичную активности индивидуального белка.107III. 10-4 < C < 10-3М.Начало формирования компактного гидрофильного комплекса в водномрастворе, приводящее к появлению плато на изотерме межфазного натяжения иуменьшению адсорбции лизоцима.
При концентрации белка 7·10-5 М (1 г/л) примольном соотношении Lz:SDS ≈ 1:1 в водном растворе образуется осадок.IV. C > 10-3M.Вытеснение белка из адсорбционного слоя вследствие формирования гидрофильного комплекса. В органической фазе и на межфазной поверхности доминируют молекулы ПАВ, небольшое количество белка присутствует в виде гидрофобного комплекса. В водном растворе находится гидрофильный комплекс белок – ПАВ компактной структуры, мицеллы и отдельные молекулы SDS. В этойобласти концентраций повышается устойчивость смачивающих пленок, стабилизированных смесями Lz – SDS.Обращает на себя внимание достаточно сходное поведение смесей Lz – SDSи Lz – DTAB при концентрации белка 0,01 и 0,1 г/л: формирование гидрофобногокомплекса и рост ферментативной активности лизоцима в области малых концентраций ПАВ, последующее образование гидрофильного комплекса и вытеснениелизоцима из адсорбционного слоя, близкие значения электрокинетического потенциала, размера частиц в системах, а также параметров взаимодействия комплексов белок – ПАВ, рассчитанных по модели Файнермана.
Основные отличиязаключаются в том, что в смеси Lz – SDS образуется более гидрофобный комплекс, чем в смеси с DTAB. Это приводит к снижению натяжения при меньшихконцентрациях и к вытеснению белка из адсорбционного слоя в водный растворпри больших концентрациях добавленного ПАВ. Более сильные взаимодействияSDS с Lz способствуют формированию осадка в системах с концентрацией белка1 г/л, что не наблюдается для смеси с DTAB.108Смесь Lz – CAPB (рис.
54).I. C < 5∙10-6 MВ области малых концентраций поверхностное натяжение постоянно и соответствует значениям для чистого лизоцима. В этой области концентрацийСАРВ наблюдается линейный рост его адсорбции. Можно сделать вывод, что вслое происходит независимая адсорбция лизоцима и CAPB. В водной фазе присутствуют только малые частицы, соответствующие нативному лизоциму. Росткоэффициента распределения САРВ в присутствии Lz позволяет предположитьобразование гидрофобного комплекса, переходящего в органическую фазу.II.
10-5 С 2∙10-5Начинается снижение поверхностного натяжения смешанного раствора дозначений, меньших натяжения растворов индивидуальных веществ; адсорбцияСАРВ продолжает расти, а адсорбция лизоцима не меняется. Такое уменьшениенатяжения может быть вызвано формированием гидрофобного комплекса белок –ПАВ, адсорбирующегося на поверхности и переходящего в органическую фазу.III. 2∙10-5 < C < 10-4 MВ этой области концентраций ПАВ адсорбция САРВ и межфазное натяжение выходят на плато, увеличивается коэффициент распределения ПАВ и в водном растворе начинают формироваться большие агрегаты, снижается ферментативная активность белка.
В этой области концентраций адсорбционный слой, состоящий из молекул ПАВ, гидрофобных комплексов белок – ПАВ и индивидуального белка, близок к насыщению. В водном растворе начинается взаимодействие САРВ с лизоцимом по механизму гидрофобного связывания, в результате которого в растворе появляются большие агрегаты частично денатурированногобелка.
Рост D САРВ, который наблюдается как в индивидуальном растворе, так ив присутствии белка, может быть вызван началом процесса формирования обратных предмицеллярных агрегатов ПАВ в органической фазе.IV. C ≥ 10-4 MЗавершается процесс связывания белка с ПАВ в водной фазе, в водном растворе появляются «свободные» молекулы ПАВ, и поверхностное натяжение снова109начинает уменьшаться и совпадает с натяжением для чистого ПАВ. Рост адсорбции ПАВ, происходящей начиная с концентрации 3∙10 -4 М, уже связан с полимолекулярной адсорбцией и/или с формированием прямых предмицеллярных агрегатов ПАВ в растворе вблизи межфазной поверхности, которые может регистрировать метод сцинтиллирующей фазы. При C ≥ 5·10-4 M межфазное натяжениепостоянно и соответствует натяжению индивидуального CAPB.
В водном растворе начинается образование мицелл САРВ. Таким образом, в области высокихконцентраций органическая фаза содержит белок, ПАВ (отдельные молекулы иобратные предмицеллярные агрегаты) и гидрофобные комплексы белок – ПАВ.Поверхностный слой состоит из молекул ПАВ и гидрофобного комплекса белок –ПАВ.
В водном растворе находятся большие гидрофильные агрегаты белок –ПАВ, молекулы и мицеллы ПАВ.Рис. 54. Схема адсорбции смеси Lz – САРВ на границе вода/октан.110ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ1.Впервые методом сцинтиллирующей фазы получены количественныеданные об адсорбции и распределении компонентов смесей Lz – ПАВ в системе вода/октан. Для систем Lz – SDS и Lz – DTAB установлено, что в области малых концентраций ПАВ (10-7 – 10-6 М) образуется гидрофобныйкомплекс стехиометрией ПАВ:Lz = 8÷10:1, обладающий более высокой растворимостью в октане и адсорбцией на границе вода/октан по сравнению снативным белком.2.Установлены условия, при которых происходит частичное вытеснениелизоцима из адсорбционного слоя. Показано, что при мольных соотношениях DTAB(SDS):Lz в системе свыше 10(100):1 адсорбция лизоцима уменьшается как за счет конкурентной адсорбции с ПАВ, так и за счет формированияв водной фазе гидрофильного комплекса компактной структуры.3.Установлено, что гидрофобные комплексы Lz – SDS и Lz – DTAB обладают повышенной ферментативной активностью по отношению к грамположительным бактериальным клеткам Micrococcus luteus по сравнению синдивидуальным Lz.
Предложена модель, описывающая зависимость ферментативной активности лизоцима от концентрации ПАВ.4.Впервые получен меченный тритием CAPB, что позволило применитьметод сцинтиллирующей фазы для изучения смеси Lz – CAPB в системе вода/октан. Не обнаружено взаимного влияния Lz и CAPB на адсорбцию компонентов смеси.
Впервые установлено снижение ферментативной активности лизоцима при добавлении цвиттерионного ПАВ с концентрацией свыше10-5 М.5.Показано, что смешанные адсорбционные слои Lz – ПАВ на границевода/октан обогащены ПАВ; мольная доля ПАВ в слое возрастает в рядуDTAB < SDS < CAPB.6.Найдено, что устойчивость смачивающих пленок в системе гидрофобизованное стекло/октан/водный раствор смеси Lz – ПАВ увеличивается сростом концентрации ПАВ; добавки Lz практически не влияют на устойчивость смачивающих пленок. Растекание капель в условиях избирательногосмачивания происходит в режиме граничной кинетики.111СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1. Холмберг К., Йёнссон Б., Кронберг Б., Линдман Б. Поверхностно-активные вещества и полимеры в водных растворах.
М. БИНОМ. Лаборатория знаний.2007. 528с.2. Anantapadmanabhan K.P. Protein-surfactant interactions. In: Interactions of surfactants with polymers and proteins, E.D. Goddard and K.P. Anantapadmanaban (Eds),CRC Press, Boca Raton, FL, 1993. Ch.8.3. Позднякова В.Ю.
Получение меченных тритием гуминовых веществ и исследование их свойств. Дисс … к.х.н. Москва. 2006.4. Chernysheva M.G., Badun G.A. Liquid scintillation spectrometry of tritium in studying lysozyme behavior in aqueous/organic liquid systems. The influence of the organic phase // Langmuir. 2011. V. 27. N.6. P. 2188-2194.5. Чернышева М.Г., Разживина И.А., Соболева О.А., Бадун Г.А.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
