ЕФЕКТИ ВСОЛЮВАННЯ ТА ВИСОЛЮВАННЯ У ВОДНИХ РОЗЧИНАХ ПОЛІ(N-ІЗОПРОПІЛАКРИЛАМІДУ) ТА ЯЄЧНОГО БІЛКУ ПІД ВПЛИВОМ ПОЛІФЕНОЛІВ, АРОМАТИЧНИХ СПОЛУК ТА АМІНОКИСЛОТ
DOI:
https://doi.org/10.15407/scine17.04.072Ключові слова:
Іон-специфічні ефекти, всолювання, висолювання, температура переходу(TT), яєчний білок, і полі(N-ізопропілакриламід)Анотація
Вступ. Для трактовки біофізичних явищ, пов’язаних з рядами Гофмейстера або космотропними/хаотропними властивостями іонів, необхідно мати експериментальні дані щодо іон-специфічних ефектів великих органічних молекул.
Проблематика. Специфічні іонні ефекти мають істотну важливість для біофізики і медицини. Представляє інтерес з”ясувати, чи можуть добавки, наприклад, речовин з біологічно доречними аніонами взаємодіяти з протеїнами та уникати агрегації.
Мета. Дослідження ефектів стабілізації/дестабілізації в системах полі(N-ізопропілакриламід (PNIPAM)/вода,
яєчний білок/вода під впливом сполук різних класів, що відрізняються гідрофобністю.
Матеріали і методи. Матеріали: солі натрію: саліцилат, ферулат, бензоат, ванілат; натрієва сіль коричної кислоти, натрієва сіль гумусової кислоти, гідроксибензоат натрію, гліцин, L-аланін, L-глутамат натрію, D-(—)–хінна кислота,
PNIPAM, яєчний білок. Методи: вимірювання температури переходу (TT) бінарних сумішей PNIPAM/вода і температури денатурації систем яєчний білок/вода.
Результати. Іон-специфічні ефекти досліджено з використанням моделей, заснованих на вивченні еволюції температури переходу (TT) бінарних сумішей PNIPAM/вода (при нагріванні від 0 до 35 °C) і температури денатурації
систем яєчний білок/вода (при нагріванні від 48 до 65 °C). Одержано залежності температур від вмісту субстанцій, що зустрічаються в живій природі, при pH = 7.4.
Висновки. Результати демонструють тенденції ефектів солюбілізації добавок на PNIPAM і яєчний білок. Більшість досліджених сполук показує ефект висолювання на систему PNIPAM/вода в порядку NaBz ~ NaCinn < L-NaGlu ~ NaFer. Для NaSal та NaHum виявлено ефект всолювання. Для яєчного білку всі добавки спричиняють ефект всолювання. У
системах PNIPAM та яєчного білку NaBz та L-NaGlu показують протилежні ефекти. Результати порівняно з висновками для бінарних сумішей вода/діпропіленгліколя пропіловий ефір (DPnP).
Посилання
Kunz, W. (Ed.) (2010). Specific Ion Effects. London: World Scientific.
Tsurko, E. N., Neueder, R., Kunz, W. (2018). Thermodynamic properties of L-aspartates of alkali and alkali-earth metals in aqueous solutions at 298.15 and 310.15 K and specific cation effects on biomolecule solvation. Journal of Solution Chemistry, 47(4), 727-748. doi 10.1007/s10953-018-0750-z.
Marcus, Y. (2012). Ions in water and biophysical implications. From chaos to cosmos. Dordrecht: Springer. doi: 10.1007 / 978-94-007-4647-3.
Patel, A., Malinovska, L., Saha, S., Wang, J., Alberti, S., Krishnan, Y., Hyman, A. A. (2017). ATP as a biological hydrotrope. Science, 356, 753—756. doi: 10.1126/science.aaf6846.
Beck, A., Anastasiadou, S., Meyer zu Beckendorf, C. (2017). Faszinierendes Gehirn: Eine bebilderte Reise in die Welt der Nervenzellen. Berlin und Heidelberg: Springer. doi: 10.1007/978-3-662-47092-3.
Campos, S., Machuqueiro, M., Baptista, A. M. (2010). Constant-pH Molecular dynamics simulations reveal a beta-rich form of the human prion protein. Journal of Physical Chemistry B, 114, 12692. doi: 10.1021/jp104753t.
Wu, C., Wang, X. (1998). Globule — to — coil function of a single homopolymer chain in solution. Physical Review Letters, 80(18), 4092-4094. doi: 10.1103/PhysRevLett.80.4092.
Chumg, J. E., Yokoyama, M., Yamato, M., Aouagi, T., Sakurai, Y., Okono, T. (1999). Thermo-responsive drug delivery
from polymeric micelles constructed using block copolymers of poly-(N-isopropylacrylamide) and poly(butylmethacrylate). Journal of Controlled Release, 62, 115—127. doi: 10.1016/s0168-3659(99)00029-2.
Tiktopulo, E. I., Uversky, V. N., Lushchik, V. B., Klenin, S. I., Bychkova, V. E., Putsyn, O. B. (1995). “Domain” coil-globule transition ian homopolymers. Macromolecules, 21, 7519—7524. doi:10.1021/ma00126a032.
Zhang, Y., Furyk, S., Bergbreiter, D. E., Cremer, P. S. (2005).Specific ion effects on the water solubility of macromolecules: PNIPAM and the Hofmeister series. Journal of the American Chemical Society (JACS), 127, 14505—14510. doi: 10.1021/ja0546424.
Grundl, G., Müller, M., Touraud, D., Kunz, W. (2017). Salting-out and salting-in effects of organic compounds and applications of the salting-out effect of pentasodium phytate in different extraction processes. Journal of Molecular Liquids, 236, 368-375. doi: 10.1016/j.molliq.2017.03.091.
Zeni, A. L. B., Zomkowski, A. D. E., Maraschin, M., Rodrigues, A. L. S., Tasca, C. I. (2012). Ferulic acid exerts antidepressant-like effect in the tail suspension test in mice: Evidence for the involvement of the serotonergic system. European Journal of Pharmacology, 679, 68—74. doi:10.1016/j.ejphar.2011.12.041.
Lampiasi, N., Montana, G. (2015). The molecular events behind ferulic acid mediated modulation of IL-6 expression in LPS-activated Raw 264.7 cells. Immunobiology, 221(3), 486—493. doi: 10.1016/j.imbio.2015.11.001.
Patel, T., Ghosh, G., Yusa, S.-i., Bahadur, P. (2011). Solution behavior of poly(n-isopropylacrylamide) in water: effect of additives. Journal of Dispersion Science and Technology, 32, 1111—1118. doi: 10.1080/01932691.2010.497701.
Mehringer, J., Do, T.-M., Touraud, D., Hohenschutz, M, Khoshima, A., Horinek, D., Kunz, W. (2021). Hofmeister versus Neuberg: is ATP really a biological hydrotrope? Cell Reports Physical Science 2, 100343, February 24, 2021. doi: 10.1016/j. xcrp.2021.100343. Lizenz: CC BY-NC-ND 2.0.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Положення про авторські права Автори, які публікуються у журналі «Наука та інновації», погоджуються на такі умови: Автори зберігають авторські права та надають журналу право першої публікації. Автори можуть вступати в окремі, додаткові договірні угоди для не ексклюзивного розповсюдження надрукованої у журналі «Наука та інновації» версії своєї роботи (статті) (наприклад, розмістити її в інституційному сховищі або опублікувати в своїй книзі), із підтвердженням її первинної публікації у журналі «Наука та інновації». Авторам дозволено розміщувати свою роботу в Інтернеті (наприклад, в інституційних сховищах або на їх веб-сайті).
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.