Диссертация (1150176), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Действительно,динамическое поверхностное натяжение растворов лизоцим/ПДАДМАХ при рН = 11,3заметно уменьшается с ростом концентрации полиэлектролита (рис. 36), т.е.93поверхностнаяактивностькомплексоврастет.Приэтомскоростьизмененияповерхностных свойств растворов комплексов белок/полиэлектролит при концентрацииполиэлектролита меньше 2*10-3 мг/мл близка к скорости изменения свойств растворовчистого лизоцима (рис. 36, 37). По-видимому, это связано с тем, что рН = 11,3 близок кизоэлектрической точке белка и заряд комплексов недостаточен для возникновениязаметного электростатического барьера адсорбции.Если действительную часть поверхностной упругости представить как функциюповерхностного давления (рис. 38), то при концентрациях меньше 2*10-3 мг/мл всеэкспериментальные точки ложатся на одну кривую.
При более высоких концентрацияхнаблюдается рост поверхностного давления и поверхностная упругость начинаетзаметно отклоняться от результатов для растворов чистого лизоцима, достигаяпримерно 280 мН/м. Это значение сильно превышает типичные результатырастворовглобулярныхбелков.Высокиезначенияповерхностнойдляупругостисоответствуют резкому увеличению толщины адсорбционной пленки, возникновениекоторой можно наблюдать даже невооруженным глазом.Этот результат, как иподобный эффект для растворов лизоцим/ПСС при рН = 11,3, можно связать счастичным разрушением третичной структуры белка и образованием жесткой сеткимежмолекулярных связей в адсорбционном слое.
Дисульфидные мостики в молекулелизоцима между аминокислотными остатками, принадлежащими различным частямосновной цепи, приводят к большей устойчивости глобулы лизоцима по сравнению,например, с глобулой БСА. Например, под действием ГХГ глобулярная структурализоцима в растворе разрушается не полностью [204], в отличие от глобул БСА [26].Полиэлектролиты представляют более слабые денатуранты, чем ГХГ, и их добавление враствор лизоцима приводит лишь небольшим изменениям третичной структуры этогобелка, недостаточным для образования дальней области поверхностного слоя (областипетель и хвостов).
Поэтому даже в случае растворов смеси лизоцима с противоположнозаряженнымиполиэлектролитамикинетическиезависимостидинамическойповерхностной упругости остаются монотонными. В то же время при высокихконцентрациях полиэлектролитов частичное разрушение третичной структуры лизоцимастановится возможным.947268 , мН/м64605652050100150200250300t, минРис. 36. Кинетические зависимости динамического поверхностного натяжениярастворов смеси лизоцим/ПДАДМАХ при рН = 11.3 и концентрациях ПДАДМАХ 0(квадраты), 2*10-5 (круги), 2*10-4 (треугольники), 2*10-3 (звезды), 2*10-2 (снежинки),2*10-1 мг/мл (ромбы).300250r , мН/м200150100500050100150200250300t, минРис.
37. Кинетические зависимости действительной части динамической поверхностнойупругости растворов смеси лизоцим/ПДАДМАХ при рН = 11,3 и концентрацияхПДАДМАХ 0 (квадраты), 2*10-5 (круги), 2*10-4 (треугольники), 2*10-3 (звезды), 2*10-2(снежинки), 2*10-1 мг/мл (ромбы).95300250r , мН/м2001501005000510152025 , мН/мРис. 38. Зависимости действительной части динамической поверхностной упругости отповерхностного давления растворов смеси лизоцим/ПДАДМАХ при рН=11,3 иконцентрациях ПДАДМАХ 0 (квадраты), 2*10-5(круги), 2*10-4(треугольники), 2*103(звезды), 2*10-2 (снежинки), 2*10-1мг/мл (ромбы).В этом случае межмолекулярные взаимодействия, как между молекулами белка,так и между лизоцимом и полиэлектролитом приводят к образованию относительнотолстой поверхностной пленки комплексов лизоцим/ ПДАДМАХ.96V.Динамическиеповерхностныесвойстварастворовглобулярныйбелок/полиэлектролит/ГХГДобавление полиэлектролитов к растворам БСА в случае противоположногознака заряда компонентов приводит к немонотонным кинетическим зависимостямдинамической поверхностной упругости, что указывает на частичное разрушениетретичной структуры белка в поверхностном слое.
Если этот вывод верен, тодобавление сильного денатурирующего агента к смешанным растворам смеси белка иполиэлектролитадолжноприводитькдальнейшему разрушениюглобулярнойструктуры белка и, следовательно, к уменьшению динамической поверхностнойупругости вблизи равновесия.На рис. 39 представлены зависимости динамической поверхностной упругости отповерхностного давления для растворов БСА/ПДАДМАХ/ГХГ при рН=7 и приразличных концентрациях ГХГ, но постоянной концентрации белка и полиэлектролита.7560r , мН/м4530150048121620 , мН/мРис. 39. Зависимость действительной части динамической поверхностной упругости отповерхностногодавлениярастворовсмесиБСА/ПДАДМАХ/ГХГприрН=7,концентрации ПСС 2*10-2 мг/мл и концентрациях ГХГ 0 (квадраты), 0,25 (круги), 0,65(треугольники), 1,5 М (звезды).97Вэтомслучаемаксимальнаядинамическаяповерхностнаяупругость,действительно, оказывается меньше, чем для растворов без добавления ГХГ,уменьшаясь с 72 мН/м в области максимума до примерно 55 мН/м при концентрацииГХГ 1,5 М.Падение динамической поверхностной упругости через 5 часов после образованияповерхности увеличивается с ростом концентрации ГХГ и для 1,5 М раствора ГХГ этавеличина приближается к результатам для БСА с полностью разрушенной глобулярнойструктурой [26].
Отметим, что кинетические зависимости динамической поверхностнойупругости растворов белка в 0,25 М растворе ГХГ без добавления полиэлектролитаоказываются монотонными, Для растворов БСА/ПДАДМАХ без добавок ГХГдинамическая поверхностная упругость проходит через максимум, уменьшаясь затемпримерно на 20 мН/м. В случае растворов БСА/ПДАДМАХ/ГХГ наблюдаетсясинергетический эффект, и поверхностная упругость падает более чем на 30 мН/м послелокального максимума.Более высокая устойчивость глобул лизоцима по сравнению с глобулами БСА квоздействию химических денатурантов приводит лишь к частичному разрушениютретичной структуры и более слабому падению динамической поверхностной упругостипосле локального максимума для растворов лизоцим/ГХГ (рис.
40), чем для растворовБСА/ГХГ [26]. Для растворов смеси лизоцима с полиэлектролитами кинетическиезависимости поверхностной упругости оказываются монотонными, по крайней мере приконцентрациях полиэлектролита меньше 2*10-2 мг/мл (параграфы II.3. и II.4.). Однако вслучае растворов, содержащих одновременно ПСС и ГХГ, кинетические зависимостидинамической поверхностной упругости сильно меняются (рис. 40).Немонотонныйхарактеркинетическихзависимостейдинамическойповерхностной упругости смешанных растворов лизоцима с концентрацией 3,5*10-6 Ми ГХГ с концентрацией 3 М становится заметным уже при добавлении 2*10 -4 мг/млПСС. Когда концентрация ПСС превышает 2*10-3 М, поверхностная упругость приприближении к равновесию снижается до 11 мН/м. Такое значение характерно длярастворов неглобулярных белков и лишь немного выше характерных значений длярастворовамфифильныхлинейныхполимеров98[37].Последующееувеличениеконцентрации ПСС приводит к уменьшению максимальной величины и ускорениюпадения поверхностной упругости после максимума.Все кинетические зависимости динамической поверхностной упругости в областидо локального максимума близки.
Высокая ионная силы раствора за счет добавленияГХГ приводит к исчезновению кинетического адсорбционного барьера, и скоростьадсорбции не зависит от концентрации ПСС. Уменьшение динамической поверхностнойупругости после максимума указывает на разрушение третичной структуры белка, искоростьэтогопроцессасильнозависитотконцентрацииполиэлектролита.Разворачивание глобул приводит к изменениям структуры адсорбционного слоя.Несмотря на то, что дисульфидные мостики между 6-м и 127-м, а также между 30-м и115-м аминокислотными остатками в молекуле лизоцима ограничивают ее гибкость и непозволяют образовывать длинные петли и хвосты в поверхностном слое, отдельныечасти адсорбированных развернутых макромолекул могут проникать в водную фазу(рис. 41).
В результате релаксация поверхностных напряжений может происходить засчет обмена отдельных участков макромолекул между двумя областями поверхностногослоя. Изменениятретичной структуры лизоцима также должны сопровождатьсяизменениями его вторичной структуры. Так, например, хорошо известно, что ГХГвызывает разворачивание α-спиральных фрагментов [68].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
