柏冬，張寶營

(棗莊學院 實驗室管理處，山東 棗莊 277160)

0 引言

生命的基本特征是蛋白質的不斷自我更新.許多生命過程都與電子傳遞有關，如光合作用、呼吸鏈、生物體內的通訊等生命過程都與蛋白質的電特性有關，蛋白質的電特性主要來自于其上已電離的氨基酸的堿基和酸基的性質［1］.聚乙二醇(PEG)是最常用的一種蛋白質類藥物修飾劑，其毒性小、無抗原性、具有良好的兩親性.當?shù)鞍最愃幬锝?jīng)PEG修飾后，修飾劑的許多優(yōu)良性質也會隨之移植到修飾蛋白中去，可大大改善蛋白類藥物的一些性質.氨基酸是蛋白質的基本結構單位，為了深入理解蛋白質與PEG結合過程中的物理化學現(xiàn)象，本文選擇甘氨酸作為蛋白質的模型化合物，用電導率儀測定其在PEG400水溶液中的電導率，計算了甘氨酸的摩爾電導率，探討溫度及PEG400的濃度對甘氨酸摩爾電導率的影響，對正確理解蛋白質和PEG相互作用的機制提供重要的理論依據(jù)，從而指導PEG在蛋白質類藥物修飾中的應用.

1 實驗

1.1 試劑

甘氨酸(生化試劑，天津市光復精細化工研究所)聚乙二醇400(天津市光復精細化工研究所)，二次蒸餾水(經(jīng)石英亞沸蒸餾器提純).

1.2 儀器及測量

使用DDS－IIA型數(shù)顯電導率儀在DF－03精密超級恒溫水槽中用DJS－IC型光亮電極測定溶液和溶劑在不同溫度時的電導率.

溶液采用重量法配制，稱量使用電子天平，稱量誤差為±0.1mg.

2 實驗結果與討論

不同溫度下，不同濃度的PEG400水溶液中甘氨酸的電導率數(shù)據(jù)見表1，其中λ1液～λ4液代表甘氨酸分別在濃度為5%、10%、15%、20%的PEG水溶液的中的電導率，λ1劑～λ4劑代表PEG400濃度為5%、10%、15%、20%混合溶劑的電導率.PEG400水溶液中甘氨酸的摩爾電導率根據(jù)公式Λm=(λ液－λ劑)×10－3/C［2］，利用表1中的數(shù)據(jù)計算，結果見表2，其中Λ1m－Λ4m分別代表在PEG400濃度為5%、10%、15%、20%混合溶劑中甘氨酸的摩爾電導率.甘氨酸的摩爾電導率隨溫度的變化關系見圖1.

表1 PEG400水溶液及甘氨酸－PEG400水溶液的電導率Table 1 Conductivities of aqueous PEG400 and aqueous glycine－PEG400 solutions

表2 不同溫度下甘氨酸在PEG400水溶液中的摩爾電導率Table2 Molar conductivities of glycine in aqueous PEG400 solutions at different temperature

圖1 甘氨酸的摩爾電導率隨溫度的變化關系Fig.1 Molar conductivities of glycine in aqueous PEG400 solutions at different temperature

甘氨酸的PEG水溶液中有微量的陰、陽離子，但主要以兩性離子形式存在，使其具有導電性質.從圖1中可以看出，在同一溶劑中，甘氨酸的摩爾電導率隨溫度的增大而增大.這是由于溫度升高，正、負離子的運動速率增大，同時，PEG400混合溶劑的粘度降低，也使離子遷移速率加快，故摩爾電導率增大.

甘氨酸的摩爾電導率隨PEG400濃度的增大而減少.這表明甘氨酸與PEG400之間存在著相互作用，從而改變了溶液的導電性能.甘氨酸是很強的親水性物質，PEG400結構中含有多個羥基，也是親水性很強的物質.按照結構相互作用理論［4］，親水水化共球的交蓋，部分水分子由親水水化層向體相釋放，為放熱過程，從能量的角度講對親水－親水相互作用是非常有利的.實驗結果表明，甘氨酸與PEG400中的羥基之間的親水－親水相互作用對摩爾電導率的影響是主要的，由于二者之間的弱相互作用，影響了甘氨酸兩性離子的電荷分布.甘氨酸與PEG400之間的相互作用隨著溶劑濃度的增大而增大，導致甘氨酸的摩爾電導率隨PEG400濃度的增大而減小.

［1］Sheng Tong(沈同)，Wang Jingyan(王鏡巖).Biochemisry(生物化學)［M］·beijing(北京)Higher Education Press(高等教育出版社)，1990:197.

［2］王衛(wèi)東，李金艷.NaC l在混合溶劑(1，2丙二醇和水)中熱力學性質的研究［J］，鹽湖研究，2009，17(1):35.

［3］Visser，C.;Perron，G.;Desnoyers，J.E.J.Am.Chem.Soc.1977，99，5894.

［4］Desnoyers，J.E.;Aerl，M.;Perron，G.;Jolicoeur，C.J.Phys.Chem.1969，73，3346.