三种氨基酸从水到DMSO水溶液的迁移焓研究

用微量量热法测定甘氨酸、L-丙氨酸、L-丝氨酸在二甲基亚砜(DMSO)水溶液中的溶解焓, 计算得到三种氨基酸从水到DMSO水溶液的迁移焓, 根据共球交盖模型对氨基酸与DMSO在水溶液中的相互作用进行讨论, 并与前期的氨基酸在尿素水溶液体系中的迁移焓进行比较. 结果显示, 氨基酸与共溶剂分子之间产生的静电相互作用以及亲水-亲水相互作用对氨基酸迁移焓有负贡献, 而亲水-疏水、疏水-疏水相互作用对氨基酸迁移焓有正贡献. 与尿素水溶液中氨基酸迁移焓的绝对值随尿素浓度的增加而增加, 并规律性地出现多个变化点的情况不同, 氨基酸从水到DMSO水溶液的迁移焓随DMSO浓度的增加而线性增加. 这种差异反映了尿素与DMSO及其水溶液结构的不同, 为认识尿素在水溶液中的缔合作用提供了对比依据.     

氨基酸从水到尿素水溶液中的迁移焓研究

用微量量热法测定甘氨酸、L-丙氨酸、L-丝氨酸在水和尿素水溶液中的溶解焓, 计算得到氨基酸从水到尿素水溶液的迁移焓, 并根据水合结构相互作用模型予以讨论. 结果表明, 氨基酸两性离子与尿素分子的静电作用以及两性离子头部与尿素分子的结构相互作用对氨基酸迁移焓有负贡献, 氨基酸侧链与尿素分子的结构相互作用依其亲水性或疏水性分别对迁移焓有负贡献或正贡献. 在实验浓度范围(0～13 mol/kg)内, 三种氨基酸的迁移焓总体上随尿素浓度的增加而下降, 其大小依次为L-丝氨酸＜甘氨酸＜L-丙氨酸, 氨基酸迁移焓的差异反映了溶质-溶剂结构相互作用的变化.     

三种氨基酸在尿素水溶液中的体积性质

精密密度法详细测定甘氨酸、L-丙氨酸、L-丝氨酸在尿素水溶液中的表观摩尔体积,计算了三种氨基酸从水到尿素水溶液的迁移偏摩尔体积,结合前期的氨基酸从水到尿素水溶液的迁移焓,探讨尿素水溶液的结构特点及其对氨基酸与尿素在水溶液中相互作用的影响。结果表明,尿素分子在水溶液中自缔合,引起溶剂结构的变化并削弱其与氨基酸分子的结构相互作用,造成氨基酸从水到尿素水溶液的迁移偏摩尔体积和迁移焓随尿素浓度的增加而出现多个变化点,这一效应随着氨基酸疏水性的增强而增大,表明氨基酸的疏水性越强,其与尿素相互作用引起的去水化作用越明显。     

甘氨酸从水到酰胺衍生物水溶液中的迁移焓

用RD496-Ⅱ型微量热量计测定了298.15 K甘氨酸在N-甲基甲酰胺（NMF）,N, N-二甲基甲酰胺（DMF）,N-甲基乙酰胺（NMA）,N, N-二甲基乙酰胺（DMA）水溶液中的溶解焓,计算了甘氨酸从水到四种酰胺衍生物水溶液中的迁移焓（ΔtrH）。根据结构水合作用模型讨论了酰胺的结构对甘氨酸迁移焓的影响。实验结果表明：甘氨酸在酰胺衍生物水溶液中的迁移焓均为正值,并且随着溶液浓度增大而增大。比较甘氨酸在甲酰胺（FA）和乙酰胺（AD）水溶液中的迁移焓,发现在不同酰胺水溶液中迁移焓大小为：DMA>NMA>DMF>NMF>AD>FA。甘氨酸与甲酰胺之间以亲水-亲水相互作用为主,与其它酰胺之间以亲水-疏水作用为主。     

298.15 K甘氨酰二肽在乙酸钠水溶液中的体积性质

测定了298.15 K三种甘氨酰二肽(甘氨酰甘氨酸、甘氨酰-L-缬氨酸和甘氨酰-L-亮氨酸)在0.5, 1.0, 1.5和2.0 mol•kg－1乙酸钠水溶液中的密度, 计算了这些肽在乙酸钠水溶液中的表观摩尔体积, 标准偏摩尔体积, 标准偏摩尔转移体积, 理论水化数和体积相互作用参数. 结果表明: 甘氨酰二肽的标准偏摩尔体积和标准偏摩尔转移体积均随乙酸钠浓度的增加而增大, 溶液中离子与肽带电基团/甘氨酰基团(CH2CONH)之间的相互作用大于离子与肽的非极性基团间的相互作用, 乙酸钠和甘氨酰二肽之间主要是对相互作用. 利用共球交盖模型对所研究的肽与乙酸钠之间的体积相互作用进行了解释. 利用氨基酸的标准偏摩尔体积值, 对二肽的标准偏摩尔体积进行了估算, 发现计算值与实验值一致.     

三种氨基酸在尿素-水混合溶剂中的体积性质

用精密密度法详细测定甘氨酸、L-丙氨酸、L-丝氨酸在尿素-水混合溶剂中的表观摩尔体积.计算了三种氨基酸从水到尿素-水混合溶剂的迁移偏摩尔体积,结合前期的氨基酸从水到尿素-水混合溶剂的迁移焓,探讨尿素-水混合溶剂的结构特点及其对氨基酸与尿素相互作用的影响.结果表明,尿素分子在水中自缔合,引起溶剂结构的变化并削弱其与氨基酸分子的结构相互作用,造成氨基酸从水到尿素-水混合溶剂的迁移偏摩尔体积和迁移焓随尿素浓度的增加而出现多个变化点,这一效应随着氨基酸疏水性的增强而增大,表明氨基酸的疏水性越强,其与尿素相互作用引起的去水化作用越明显.     

水溶液中氨基酸与甲脲的焓相互作用

用LKB-2277精密微热量计测定了298.15 K时甘氨酸、L-丙氨酸、L-丝氨酸、L-缬 氨酸、L-苏氨酸和L-脯氨酸六种α-氨基酸分别与甲脲分子在水溶液中的混合过程焓变及 这些溶质分子在水溶液中的稀释焓.实验数据根据McMillan-Mayer理论进行回归分析,得到 各级交叉焓相互作用系数.讨论了不同氨基酸与甲脲分子的相互作用机制.结果表明,氨基酸 的两性离子部分、α-碳上的非极性脂肪侧基、极性的羟基侧基和五元吡咯环结构对交叉焓 对作用系数hxy具有不同贡献.与尿素相比,甲脲分子中-CH3基团的引入明显增强了分子的 疏水性.     

氨基酸在氯乙醇水溶液中的体积性质

利用精密数字密度计测定了甘氨酸、L-丙氨酸和L-丝氨酸在不同质量分数的氯乙醇水溶液中的密度，计算了这些氨基酸在氯乙醇水溶液中的表观摩尔体积、极限偏摩尔体积、迁移偏摩尔体积、理论水化数和体积作用系数，讨论了迁移偏摩尔体积和理论水化数的变化规律. 结果表明，三种氨基酸在氯乙醇水溶液中的迁移偏摩尔体积均为正值, 且随氯乙醇浓度的增大而增大. 氨基酸侧链对迁移偏摩尔体积的贡献与侧链性质密切相关. 三种氨基酸在氯乙醇水溶液中的理论水化数均随溶液中氯乙醇浓度的增加而减小. 甘氨酸与氯乙醇分子间的相互作用主要以1 : 1和1 : 2形式为主， L-丙氨酸和L-丝氨酸与氯乙醇分子间的相互作用主要以1 : 1形式为主.     

丝氨酸在醇-水溶液中的溶解焓

用RD-496III双热流精密微热量计测量了L-丝氨酸在纯水以及异丙醇、1,2-丙二醇和丙三醇水溶液中的溶解焓, 并计算了从水到醇-水溶液中的迁移焓. 实验发现, L-丝氨酸在水及醇-水溶液中的溶解焓都是正值, 它从水到醇-水溶液中的迁移焓也都是正值, 并且基本上随着醇浓度的增加而增加, 说明在溶解过程中, 溶质与混合溶剂分子的部分去水化吸热过程占主要地位. 另外, 实验还发现L-丝氨酸从水到异丙醇水溶液中的迁移焓大于在1,2-丙二醇水溶液中的, 更大于在丙三醇水溶液中的, 这是由于羟基的减少导致了疏水-亲水作用的增加和亲水-亲水作用的减弱.     

298.15和308.15 K温度条件下甘氨酰甘氨酸在电解质溶液中的热力学性质的研究: 体积性质

利用精密数字密度计测定了298.15和308.15 K甘氨酰甘氨酸在KCl-水和NaCl-水混合溶剂中的密度, 计算了甘氨酰甘氨酸的表观摩尔体积V_Φ和极限偏摩尔体积V_Φ^?, 得到了其由纯水溶剂转移至混合溶剂中的迁移偏摩尔体积Δ_trsV_Φ^?和理论水化数N_h. 正的迁移偏摩尔体积说明在本文所研究的浓度范围内盐溶液可以提高球形蛋白的结构稳定性. 结果表明, 温度对迁移偏摩尔体积的影响很小; 溶液中离子与甘氨酰甘氨酸带电中心间的相互作用占主导地位. 利用共球交盖模型对结果进行了讨论.     

五种含氧酸盐对L-丙氨酸迁移焓的影响

本文以带疏水侧链的丙氨酸为研究对象, 在298.15 K下测定其在LiNO3, NaNO3, KNO3, NaClO4及Na2SO4水溶液中的溶解焓, 探讨了不同种类的阳离子和阴离子对迁移焓的影响, 为揭示蛋白质与含氧酸盐水溶液的相互作用提供了有用信息.     

Enthalpies of solution in sodium octanoate + water + alcohol mixtures

Enthalpies of solution of sodium octanoate in water, 1-propanol and aqueous mixtures of 1-propanol, 1-butanol, 1-pentanol and 1-hexanol, and of the alcohols in aqueous solutions of sodium octanoate at various concentrations were determined calorimetrically at 35 °C. MostH(soln) values are exothermic and strongly dependent on the solute concentration. The main energetic factor governing the process of dissolution of the surfactant is associated with changes in the water structure caused by the presence of alcohol. That governing the process of the alcohol dissolution in surfactant solutions is due to the effect alcohols have on the CMC of the octanoate. There is no indication of the alcohol being either solubilized in the interior of the aqueous micelle, or becoming part of the micellar film.The solubility at 35 °C of sodium octanoate in water, 1-propanol and their mixtures has also been determined.     

Interactions between small molecules of biological interest. Excess enthalpies of ternary solutions of oligomers of glycine and isomeric pentoses in water at 25°C

Enthalpies of dilution of ternary aqueous solutions containing an oligomer of glycine (glycyl-glycine and glycyl-glycyl-glycine) and one of the pentoses: L-arabinose, D-lyxose, D-ribose, D-xylose, were experimentally determined. The cross coefficients of the virial expansion of the excess enthalpies were evaluated and compared with those relative to the solutions containing the same pentoses and other structure breaking solutes (glycine, urea, thiourea, biuret). The trend of these coefficients seems to depend very little on the particular pentose, with the exception of a pronounced minimum for D-ribose. Also, the cross coefficients for each of the four pentoses studied do not seem to depend on the nature of the oligomers of glycine. The results were interpreted in terms of a prevailing release of water from the hydration cosphere of the sugars. These last substances show, once more, a behavior in water more complex than that commonly thought.     

Enthalpies of transfer of amino acids from water to aqueous solutions of formamide

Enthalpies of solution of glycine, l-alanine, l-serine in water and aqueous solutions of formamide were measured at 298.15 K. Transfer enthalpies of amino acids from water to aqueous solutions of formamide were derived and interpreted qualitatively with hydration co-sphere overlap model. The results show that the structure interaction between formamide and zwitterionic head-group and hydrophilic side chain of amino acids make a negative contribution to transfer enthalpy, while that with the hydrophobic side chain is positive. In the solvent composition range studied, transfer enthalpies decrease overall with the increasing concentration of formamide, with the relative order of l-serine < glycine < l-alanine.     

The enthalpies of interaction of glycine with some alkan-1-ols in aqueous solutions at 298.15 K

Enthalpies of dissolution of glycine (G) in aqueous solutions of methanol (MeOH), ethanol (EtOH), propan-1-ol (PrOH) and butan-1-ol (BuOH) at 298.15 K have been measured. The enthalpic pair interaction coefficients of glycine zwitterion and alkan-1-ol molecules were determined by using standard solution enthalpies of glycine in water and aqueous solutions of alkan-1-ols.     

Enthalpies of transfer of amino acids from water to aqueous solutions of sodium nitrate and sodium perchlorate at T = 298.15 K

Enthalpies of solution of glycine, l-alanine and l-serine in water and aqueous solutions of NaNO₃ and NaClO₄ have been determined at T = 298.15 K with a calorimeter. Enthalpies of transfer (Δ_trH) from water to aqueous solutions of salts were derived and interpreted in terms of electrostatic interaction and structural interaction. Δ_trH decreases with increasing salt concentration in the composition range studied. The transfer enthalpies of amino acids from water to NaNO₃ solution and low concentration NaClO₄ solution vary in the sequence l-serine < glycine < l-alanine while glycine < l-serine < l-alanine in NaClO₄ solution above 2 mol kg⁻¹. The difference may be due to ion association at high concentration, weakening the interaction with l-serine more than with glycine.