Свойства межфазных адсорбционных слоев белок-липидных комплексов тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.11 ВАК РФ

. г

московский отдал ляшна, ордена октябршюЯ рзволции

и оргена 1ту/'сбого красного зш.2ни гоодрсшзщ-пй ушезрсиет ии. М.в.Я)!.ЮНОСОРА

Хиыичоский (¿лнультзг

йа прав?* рукописи Ш 541.182.02

ЯЗВАЧ2В Соргзй ИйкаПлович

сбозсгпл. тжаж дарщконных СЛОИ

■ е5л0к-лн1илш комплексов'

Специальность 02.00.11 - коллоцдиая химия

Автореферат диссертации га соискеикэ ученой степени кандидата х.'л.ычоскюс наук

Р'оскла - 1952

Работа вшоллска на каждое гюллоадной химии Химического факультета МГУ •

Научный руководитель - доктор химических наук,

профессор Измайлова В.Н.

Официальные оппоненты - доктор химических наук,

. профессор А.Б.Эозш кандидат химических к":/к, старгшй научны! сотрудник И.Ь.Влодавец

Ведущая организация - ¡/слсовсккЕ институт тонкой

химический технологии 1Л.?.М.Б,Ломоносова

Защита днесертрцш: состоится "_£ " и№4& 1£Г2г.

ь час. д руд. 237 на заседании спзциализкроБашого

соьеаа и 2 по хшжс».язудо? /Д-01&.05.56/ при.московском госуртз-рехпешюи уьнгерсияото км. М.В.^оконосоьа / Носки», .1X5899 ГСП, Лоиглекче гори, ШУ, -Ханжеский ¿¡ехухыгт /.

С диёсоргацивА дозш ознакомиться в библиотеке

г.

. Автореферат р. зосл&н

Уче-пй секретарь спац1:и:шзи^рог.1:ого умелого .

со;;отй | ^

канлппдт химических г.'гуг-. X, Г В>НЛ'атБеенко

......

V .

- I. Общая характеристика работы. Актуальность теш. В современной естествознании накоплен большой объем информации, о свойствах белковых и липвдных систем. Однако несштря нато, что во многих процессах, происходящих в живых организмах, принигггят участие бэлок-дищднга комплексы их характеристики,фактора влияюциеУна устойчивость и структурные особенности до сих пор недостаточно выяснены.

Для исследования белок-ллпидннх комплексов разработаны ио-дельные подходы. Одним из возькшшх путей является исследование менфазннх слоев форшрущихся белками и липидаки в «¡стоках с двумя кесиеииЕШцимися яидкостяш, такой поход с использованием белков разработал на кафедре,коллоидной xj3.ni:! Хнгнчос-кого факультета {¡ТУ. В данной работе пришнялись белки - ¿т.ч.!Л сывороточный альбумин /БСА/ и А-химотрипсин ДТ/.. СпоЛства этих белков в системах с двумя неемеш^вагсцшися :уидкос?.ч.ми типа вода/угле водород достаточно подробно исследованы. Пбкас;ша веяная роль процесса солюбшшзации углеводородов раэлтп.еЯ . природа" в формировании свойств "кеафхзной гракицч, подрсгЛ»' исследованы | реологические параметры иолаТагшк адсорбци-сппес слоев /¿'АС/ и устшовяеиа корреляция роолог;г! зских п.чр.ч-мог'роз с устойчивостью тонких пленок я ецул&с*Л. Свойства бодео с ходких по составу систе»', когда пскерхностно-акт!пзн'..о вошества /11/ЛЗ/ представлены не только белкаш, но и липидаж практически не исследованн. ймек/тся лишь отдельные указания к? сгш::;с1!ш значений рсол'_ гкчоских параметров ГАС и потерю устойчивости тонких пленок при уменьшении соотношения белок/липид. ^ представляемой работа в качестве лшщдгшх компонентов использовав яичнкй лецитин и холестерин.

Представленные' систе-мн моделирует не только од1и ис типов о'елок-липиднме ЬШпЛвНСОВ биоскствм,. но и позволяет получить Ий-, формацию канул для развития п^ оставлении об устойчивости омуль-сий, в тон числе о роли лкофшшюстл в стабилизации дисперсны* сгсгеи.

Цель работн состояла г. систематическом изучении особенностей образования беяок-лычидцш: коютлексов в контактирую!?« водной и органичзско"! сгазах, а так:гэ мзжфазпьгх слоев, с;]ор,-ироЕашшх пред' ставленными в систеке коишоксеми. с покоцью ряда современных.

кедодов исследования при широкой Еарьиросаыш концентрации обоих j ассов ПАВ и ьлектролита. Кроме того, автор видел задачей своего исследования установление влияния процессов происходящих в данных системах, сопровождающих образование белок-лкпидних кошлаксов, на устойчивость олегдантарннх пленок, ко-долирутауи: оиульеш типа масло/вода.

Научная новизна работы. Развиты представления о свойствах но- ' кого класса ПАВ - комплекса белок-липед, являющихся одновременно лио.^илышми коллоидными системами. Установлены закономерности влияния природы лнпида и конце нтре.ц».и олоктролитг ш обьегньга свойства белокглинидних кошлаксов.

Определеннее.! свойства белок-липидных комплексов на ыеж- -фазной границе /сгущение шсссг,' еншеонко кззйазиого натягения, реологические параметры ШЗ/ ло1сазалк сходное поведение в системах содоркшцих белки и лкпздн различной природ;. Введение, линидного кошенэнта в белковко систеш является регулирующим íemopoií в процессе переноса белка из водаоЛ фазы-в органичес-1.7м и ó.ор:.1ировт:и;* ¡свойств й\С. Установлена. хор|сляция мовду влиянием липидсв на свойства .НО белок/лкпедных комплексов и усмйчппостг-а тон;:их.э1<ульсиоип1>: 11лгкок.

Практическая зпачииость работ'.:. Получоггаш зг...оиом<2рностк вян-<т«я лнпвдов и олектролита. на свойства белковых УАС и устойчивость тонких ацуяьси&шщх пленок могут служить сеповой для ¡^гулировшшя устойчивости эмульсионных окстом y для преодоления трудностей но разделения компонентов си;; се к, хпрактср-Hini для laoviDí бьотсхнологнчепйих процессов, а та:с:е при разраб.. .'ке кобмх пщегнх ;юрм.. ...

Аптобаппя робеть; и публикация. Основные результаты х&боты ' док.;;уцл ались на: УХИ Конференции по• поверхностным силам . /№сква,1&35/, конгрессе 1ЕЖК /Со£ня, Болгария, KG7/, УН Всесоюзной конференции "ПАВ'и сырье для их производства" /Белгород, Гй;8/, конференции i/.олодьк учених Софийского "у.шверюптета /Болгария, 19Ш/, конференции нолоднх учотгх Хкитесного факультета Щ /Ш7, 1Ш, ISC9, 1990/,

По тете диссертации опубликовано.II печатных работ. Структура диссертационной работы. Диссертация состоит из Введения, Литературного обзора, Экспериментальной части, .Выво- ' дов и списка литературы. Диссертация изложена на 1Ш стр.иаш-нописного текста, содержит 69 таблиц, S9 рисунков и список литературы из 151 наименования.

В литературном обзоре /гаага II/ рассмотрены результата исследований процессов адсорбции болхсоп и липидоз иа жидких границах раздела фаз, приведены результата измерения извозного катязззния а системах, содерзапук белки и липидн, представлены результат« реологически; пспытгшиД VHZ белкоп, а такие результаты раCl г посвяпузнннх нзучелгаэ устойчивости тонких емуль-скошшх пленок. .

ч В экспериментальной частя /глава/ III/ гзучеш свойства бе-лок-липидннх комплексов в обьсме -водной и бензольной фаз /средний гидродинамический радиус комплексов, температура, и энтель- " пия денатурации белка в ко;.тлексо/. Полудни и обсуждены загп-симости влияния липидов и изменения полярности ацетатного бу$о- . . ра на адсорбцию белка на границе вода-бензол, распределений белка „¡егду водной к бензольной фазами, коя^азкод катяязнив в зткх системах. Устапсшюни закономерности изменения реологических свойств î&C бзлок-лэтидных комплексов при изг^енэкии концентрации липидов. Найдены -области устойчивости тонких оыульсион-них пленок, стабияизировшжых белок-лотвдшми комшкеамя,

II. Содзр-танке .работы;

I. Объекта 31 ¡/столы гхследования. ,Рдя проведения экспериментов -били использованы-белки: ХТ, производства С-аист Петербургского мясокомбината; ЕС.'., пройэводотйа БелНИИ2М,город Минск. Лкпвды-ян^инл лецитин и холестерин, • производства фврш " Ssava l'a* чеикио рад1!Ос.х:тнвн№и изотоиаш: белки были предоставлены сотрудниками Института Питания ЛШ, в работе использовали шчента® тритием яипида, производства радиохимического центра "¿Mîsixn* Англия. -Дня поддержания постоянного pli и конной-силы раствора-

использовали ацетгш&й бу<Т«р, рН 6,7. В качества углеводородной фазы в работе использован бонзол, очга»ешщй по стандартной методике. •

Ког\ ..ициент диффузии и средшгй гидродинамический радиус бедок-лищущых комплексов определялся методом.квазиупругого -рассешил лазерного света. Тер:.юдинг.лшческие характеристики белковых молекул и белок-лшпуцшх комплексов. в водной фазе изучались штодом дифференциальной скадиругацей калориметрии. Сгущенке шссы белка и лкпида на ие:зфазиой границе вэда/бев-эол и равновесные концентрации компонентов в объеме дидких . ([аз -.зисрялись с пошцьч ¡ядаоактивных индикаторов методом сцинтиллирущай фазы. Шяфазиов натякекке измерялось стан-дяртнда ¿¡отодомЪияьгелът. Реологические парилстри 'жС бел-ков и бзлок/лшеднше комплексов изучались ка приборе Рсбнн-дора-Трапезшкоьа котсдои зак-ручивгчпш днега пр:: постоянной скорости ло(|орд!рова1шя /иетедса *= . Тонкие зцульсион-нш двусторонние пленки, а такяе процесс £оршрозания и ви-зехашаз дгашлов изучали с пополню :жкрски:гор£ереяционного метода. ,Е/м этого использовали ячейку Шелудьо, устадовлен-• ну» на предметном столике металлогрлймссксго микроскопа. Р.. Егтист1на лкпкдоп к козмой сил:? раствора на уоо&'и'.кцнтн диЛ и средний г-> гтг;у~ белковых

куд и &шок-лзятк.№пс г.огллаксоз. ,\!етодом -.шг.з.чущтугого рас-ссеяиил лааерюго света о'шш определены коэффициенту диффузии' рассеивакциг частиц и в приближении Стокса рассчитаны их сроднив г?д{Од;ша1Л!Ч2с;ню рэ/кусн. Коде гула БОА в годном растворе №.:сат среднчй гедредишаагаесмй рэдкус ре.ЕНЬ'й

и;, что хорошо согласуется с литературная: дишкыи. Средня радиус ХГ в водном рютьоре сос-

тавляет 4,2-0,1 ни. Изменение полярности буферной систем практически ке влияет на радиус белковых молекул.

При переходе? к двухфазной■систиио вода/бензол рассеква-щио ч&стицк обнаруживаются как в водкой' и азе, так и в бензольной, только в системах содер^ацих белки. Сэлобклизация бензола в белковых растворах вызывает агреггщ;щ макроиолекул,

что приводит к росту значений средних гидродинамических радиусов рассеивающих частиц, причом обнаружена зависимость стих величин от молярности ацетатного буфера. Так для растЕоров . . БСА^солюбилизировавших бензол в 0,0Ш буфере,средний гида динамический радиус равен 7,94"-0,1 да при увеличении полярности буфера уменьшается до 5,9*0,1 т в IM буфере. Для растров XT средний гцдродиншшчесжий радиус соответственно ::з:.:с:;лется от 10,4*0,2 до" 9,7*0,1 да. В бензольной фазе обнаружены частицы шеюцие значительно больший размер, но такте срг:;сящий от »полярности буфера. В системах БСА и 0,01М буфера r'v'iryo таких частиц равен ГО7з£ rot, в IM буфера упоньшсется до 48,3 ±0,5 да, дл. XT соответственно С4,5*0,8 им и £0,1*0,6 пм.

. Введение в систеиу липцдов приводит к более розкпм изг.0-ненияы среднего гедродинамичоского радиуса расссиве:с::;1ж частиц, например, для систем ЕСА в 0,0IIi буфере, тгблица I.

__ • Таблица I

!• Коэффициент диффузии /0/ и средний riytpo/uri¡г.»-.г.чпеотза радиус //}/ ЕСА и БСА-липщушх комплексов в во^ой " | бензольной фазах. Cr-,,^7,4.10"6?.!; рН 6,7; 0,011,! •ыгаий буфер; t .

Концентрация лшида в бензоле, И Водная фаза Бензольная фаза

£>Л07, cifi/c P. ,v.u 2>,Ю7, аг/с Й»нм

Лецитин ■ 1,3. Ю"4 I.3.I0"2 1,52+0,02 1,43+0,02 17,0+0,2 T.8,0±0,2 0,2С+0,01 5,43+0,06 127+3 о,6+0,3

Хояестерин 1 2.6.I0"4 2,6.I0~3 1,61+0,02 16,0+0,2 17,0+0,2 0,39+0,01 0,47+0,01 С0.Г+0,9 76,4+0,9

I ■

Лсцптин и холестерин образуют с. БСА комплексы, в водной фазе с средним гидродиишлическйм радиусом 16-18 нн, практически не зависящем от концентрации лнпидов.в бензойной сТ;азе-и отношения белок/ллпид в ведаой фазе, которое увели-

- б -

Ч1г ается от 1-3 при концентрации лип адов порядка 10до 30 при концентрации - 10_31Л. В бензольной фазе с ростом концентрации лгавдов средний гидродинамический радиус частиц,уменьшается. Увед-.-гение полярности ацетатного буфера приводит к снижению среднего гидродинамического радиуса рассеквакщих частей, так в Ил буфере в водной базе этот параметр »¡кеет значение 10-14 ил, а в бензольной (¿аде - 18-44 ш, соответственно. Для ХТ и ХТ-ля-пидаих когшюксов ;:арактйрщ гшалогичзагз закономерности.

Таким образом, показано изкенешз сродного пдродиналшчес-кого радиуса рассеивающих частиц в водных и бензольннх фазах при копи 'ксообтазованш! белок-липид. В водной фазе, вероятно, бе-лок-липиднш комплексы представляютсобой ассоциатн включавшие белковые, лтидтсе'ыолекули а, тагсхо ,воду и бензол, тогда как . в бензольной фазе белок-липиднис ко.-плсксн входят, в состав эмульсионных или юифОЭ1»,ульскон;шх капель, стабилизируя их. Увеличение ыолярь^сти буфера приводит к енштаппо'значений "V " ; с рс дне го гкдрод! ц гаш че с ко г о радиуса частиц в изученных системах.

3. ДтУдг^нц'^и.ы ;ал сканирующая калориметр!»! растворов болта н бслок-липкдн»х' кошлексов. Данный 1.:зтод позеселст оценить кок-,1ор:.!ациокнух> подвижность ыудекуиц бэлх'с. по ее термосталпльности. При сслю:>нлцзацик бензола растворг:.п бед/а тз>леритура денатурации белковых молекул увеличивается, это ука^лает на возраста-' <н;е термостабильностй белка при солюбилизации бензола, вслзд-стши возникновения дополнительных гидрофобных ,:соибокп, в качестве прпшра прив&дони результаты, исследования систему содер-ГСА, таблица 2, Введение в систему липвдов приводит к значительному снижении .'сиюратури фаьог.с.^о перехода в кзучаогих болкогнх системах. Это ноказкзает па падение тершстабильпости белковых' макромолекул 'в белок-лнпидных зошлексах. При этом наблюдается резкий рост значений энтальпии процессов са&овых превращений в изучаог.гг/С системах с 20-40 ^к/моль в отсутствии лнпадов до 70-100 ь;Г^:Л,'оль при введении линкДш« компонентов. Такое увели-чош:о штальгиш, связано, вероятно, с участком в 'Разово?! перз-ходе все;: структура комплекса в совокупности. Длл ХТ наблюдают-

ся аналогичное закономерности. ' . ' ;.

Результаты проведенных исследований показывают,: что ком- • плексообразование белка с липидаш! приводит к значительному изменен!® в термостабильности белковой молекулы.

Табл1ща 2

Температура / 6денатурации ЕСЙ, и ЕСЙ-липвдшх хоШявк» сов при различной молярности ацетатного буфэра, рН 6,7; .Сбс^МЛО-% :

"Состав неполярной фазы ' ¿пл» Молягоость -летатного буфпяи Ml

0,01 0,1 I

Йоздух 61,8 65.4 76.3

бензол 62.1 65.3 пг* X 77.7

1,3.10"^ раствор Лецитина-в бензоле 41.0 ' 45.3 49.0

раствор Холестерина в бенз^ не 33*4 41 ¡5 44,1

4. Распределение белка меаду водной и бензольной (Тазами» Использованный метод радис;.ктив5шх индикаторов позволил изучить кинетические закономерности процесса распределен:« белков и ли-пидое мелду водной и бензольной SSACl,410.Да/SD временные параметры экспериментов для получения значений ''концентраций компонентов в кццких фазах максимально приблинешшх к равновесным значениям соответствующих ве'личин. Для систем, содержа ,iix только бел::и /ЕСА и ХТ/, равновесная концентрация белка в бензольной фазе достигаете" в среднем за 4-5 часов в зависимости от начг-чьной концентрации белка. Введение в систему ли-пидое резко увеличивает время достижения равновесной концентрации белка в бензоле до 24 часов. Установление равновесных значений конце: .'рации липидов /лецитина'и холестерина/ в отсутствии '

белков достигается за 2-4 чаеа, в систе:.-ах? содержащих белок эта величина возрастает до 24.часов, изменение молярностл ацетатного буфера практически нз оказывает влияние на кинетически» паре этры процесса распределения белка и лилвда иегду водной и бензольной фазой.

В работе* установлена ярковцр&яешая .зависимость козффици- ' ентов распределения /К/ белков и липидов явдкими фагаля,

• равннл -;отношении равновесных концентраций компонентов в бек-•/ больной и водной фазах, от равновесной концентрации, соответственно, белка в воде, а липида в бензоле. Достаточное количеств'» -оксперишнталшых точек ¡/5-6/{ спксигаюрс; чавнсиыость параметра К для белковых систем, позволило дать аналитическое описание полученных закономерностей, глет концентрации белка .сопровождается уменшашзм значений есличшш К. Наилучшим вариантом описания яйшхеь. экспонециалькая зависимость,' дающая воз&кшюсМ^ достижения коэффициента корреляции ве г.:ене& 0,9С).

■ Экстраполируя полученные зависимости на нулевиг и.-:ачония равновесных концентраций белка е водной фазе были получены значения

'•Кф характерные для бесконечного разбавления, Еего-лчю, явля-■ шиеся показательными величинами, онисывйщш.'и особенности изучаемых систем. Рассчитанные такш образом Ееличи-ы К& приведены в таблице 3.

Результаты,призеденнние в таблица 3, гюкаг<1:г..чют сильную зависимость величины К0 от введения липидного компонента и полярности ацетатного буфера. Для ЕСА и ХТ закономерности влияния липидов различны. Так, для систем содержцкх ЕСА введение липи-дов приводом к снижению значений К0, за исключением двух систем " в 0,01М бу^ре при максимальных концентрациях лишков. Лля ХТ, в отл.«чии от БСА, введс :ие липидов приводит к значительному росту величины К0 для всех систем, сто свидетельствует об усилении гидрофильных свойств ЕСА при кошлексообразовшии с лши-дают, и Напротив, о гидрофобнзации ХТ при• кошдексообразовенйи. Эта закономерность схематически ко:сет бить выражена в тенденции образования комплексов белок-лшид иыещих структуру типа "пря-

■ иЬ". мицеллы" в доя ¡ЕСА. к "обратной мицеллы" для ХТ.

- 9 -

" Таблица 3

Зависимость коэффициента распределения болка /KQ/ 1/е::;ду водной и бензольной фазами при бесконечном . разбавлении ог присутствия л'.гщп.эз и полярности ацетатного-буфера, r'I 6,7; ¿--£0°.

&ЭЛОН лонцентрация лапеда з боноо.сэ. «п-Ю3

полярность ацетатного буфера,й

0,01 0,1 j I !

КСА 0 0,<к0,2 б,7нА2 I 23,3>0,5

/'сцл'Л';;; . т,ЗЛ0~; 1,3. .ТО"3 2,7-0 Д Я.ЗЙД ,, 5,8^0,2 I0,3±0,S I6e8i0,3

2,!>Л0~5 . 4,310,2 7,6-0,3 V .4,0*0,1 13,7^,4

X? 0 б, 1*0,2

Лацтеьн 1,0.10"; 'г,ЗЛО"3 9.8+0,5 9,2±0,4 ' 14,2+0,7 14,8+0,9 [ 9,Zifl,2

>'олостер:-:л 2,6.I0"f 2,бЛ0"3 38,450,9 18.0„Ю,8 . 18,7*0,9 14,^0,6

Обнаруяоны различия з закономерностях влнянш? язмэнанпя концентрации олегл'рол.ч'.-а в водкоЯ фазе на величину Кд» Для BGA рост молярное:и буфера способствует перзходу белка иэ водной в бензольнуи фазу, в случаи ХТ для большинства систем дт.ая зависит »er?; идзет противоположный характер. Сто такие сгвдетольса-Еус? о различном влиянии электролита на системы . содер.-:г'х;пе ЕГА к ХТ; при формировании отиш белками комплэк-coi: с р&зличкш . гццраТ:иько-г5Щрсфор!Ш соотношением». -

Обратят па себя внш.:ание и абсолютные значения параметра

так для типично гидрофильных белков возможен переход в равновесных условиях 25-38% нолекул из водной казн в бензольную. Используя величины К0 были расчиташ значения лG° процесса переноса белка из. водной фазы в бензольную, меняющиеся от 2 до j.5 гД^/ыоль в зависимости от состава исследуемой сис-геи;. *

5. Адсорбция белков и белок-липидягос комплексов „на границе вода/бекзол. Методом радиоактивных индикаторов изучен г.роцесб сгущения массы кошонентов на ыеяфазной границе- Время,необходимое для достшсония равновесиях значений адсорбции, значи-телы-j больше, чел требуется для'достижения равновесных концентраций соответственно белков в бензоле л лшидов в воде,' (достигая 24-48 часов) Причем, введение лшадоч в белковые снс-теш увеличивает этот параметр.

. С учетад времени, необходимого для установления равновас-. них значений адсорбции белков, получены нзотер.щ адсорбции BGA и ХТ на границе вода/бензол при различных пеходнкх концентрациях липвдов в бензольной фазе,■рисунки I и 2. Представлеи-ше Jfcmme иллюстрируют различное влияние лшиднах кошюпентов на сгущение нассн белск-лш:;п,нкх комплексов в системах ЕСА и XI'. Для BOA ^ведение липвдов приводит к значительному росту, в 10-15 pa.'i, количества белка на кеяфазчей граште, а для ХТ -к jjoöojtbjuoj.iy с!П£.:ешяо стой вел^ганы.

f Сопоставляя хюлученнке результаты влиянии липидного ко:яю~ нонта на адсорбцию и распределение белка в системе вода/бензол ¡:с;::но отмстить, что 'для ЕСА характерна "гцдрофнлпряция" образующихся бзлек-липидных комплексов при значительном увеличении сгуцения массы колшешентов па ш;;:фазной границе, для ХТ "гидро-фобизацкя" образующихся комплексов приводят к у-оньыеьию их адсорбции.

¿аьисшлость адсорбции белков и белок-липидпых кошлексов от концентрации электролита в водной фазе и,:ест экстремальный вид. Гдзснмальныо значения достигается в О,IM буферной систеие.

Изшненпе лмшу-ного состава систем и кснценурацнн электролита :.:огут играть роль регулирующие факторов процессов распре-

-10

-12 -

^ Г, МЛ»!2

-7 -6 -В

нолэк.

г з

С, и

Рис Л. Изотерм адсорбцш ).Т на границе водт-пД растсор/бонзол, в 0,011.1 ацетатном буфере, рй 6,7; Ь «=20°.Концентрация лшидов в бензольной с^зз: I -о- 0; 2 -а-1,З.Т0"% лецитгага; 3 -О -1,3.Ю""^.! лецитина; 4 -А- 2,б.10-3;,! ходастерита; 5 -П- 2,6.

холестерин:

-1С

-12

£ Г.Н/см2

— -5

К2/далек,

2 3

-С -7 -6 -5 -4 4с, М

Рис.2. Изотер?® адсорбции БСА на границе воднгй рествор/бвн-зол, в 0,011.! ацетатном буфера, рН 6,7; ¿=20°. Концентрация лил.1Д0в в бензол. ;-:ой cja.se: I -0-0; 2-0- 1,3.10"\'Л лецитина; 3-й - 1,3.10"% лецитин:-г'4 -а- 2,б.10_311 холестерша; 5 2,6,'.¿Г'*.',! холестерина.

деления и адсорбции белков и белок-липидных комплексов в системе вода/бензол.

6. Ме>д7,азное натяжение на границе вода/бензол в системах,со-доржл;« белок и лилии. Время снижения значений MesijasHoro натяжения для каждой из изученных систсм изменялось от. 50 минут до 3 часо., причем наибольшие влияние на этот napai.eeтр оказывало изменение концентрации белка и введение в систему липи-дов. При увеличении концентрации белка время достижения равновесных значений сокращается с 3 часов до 1,5-2 часов. Введение в систему холестерина приводит к енк-ен^а этого параттра 1фимер'.о на 10-1554, Лецитин, в отличие от холестержа, сильнее влияет' на время достажния рагшовесных значений мег^азного на-тя«юиия. Минимальное время достижения равновесия, примерно 50-60 il .ут, характерно для систем, содержащих максимальные концентрации белка и лкпвдов. На .основании данных зависимости ме:.:фазного натяжения ст времени экспершзнта рассчитаны врз-!лсна релаксации нс.г/азного катя?:сешш, закономерно снижающиеся при сокредрнии времени, необходимого для достижения мшимальных • значений ;лек$азного натяления.

На рисунках 3 и 4 приведены зависимости равновесных значений относительного сниаемшх мсгЛазкого натя/..лчлй на границе вода/бензол, от концентрации бзлка при введении лшшдов н различной колярлести ацетатного буфера. -Обращает на себя внимание тот $охг,. что относительное сгогкение »«гаТаоного натягкепия ■ слабо зависит от концентрации электролита, в отллчии от ранее •описаншк свойств систомы. Конц?итрацни,чрл которых достигают». ; минииаиькне екач -кия мс^азкого натетения для ЕСА и ХТ, разл;.'-тц.ггся почт/, ка два порядка. ГОЛ имеет Солее низкое зна-• чэпме такой концентрации соотвотствуйней поноуолехсуляргюыу заполнении M02C(;û5H0i»0 слоя. ХТ при кончзнтрзцш! выхода i:es-фазного натя^ешш на предельные значения шеет нолислойиое заполнение при построении гипотетической модели структуры мекГазног'о с-лоя.

*Роз«льтат совместной адсорбции белковых и липи;у:их молекул отражает припцмтально повис характеристики системы,

20 -

10

-дб",1.(Н/м

-10

-9 -8 4

Ц

Рис.3. Снижение кепфэзного натяжения в систош БСЛ.» рН 6,7;

t =20°: I -0- ЕСА,полярность буфера 0,01-QIM; 2 -a - EGA,

>.юлярность буфера IL1; 3 -D- БСА-холзстерли 2,6.I0""4l и 2,6.

КГ%, полярность буфера 0.0IM-IM; 4 -Я- БСА-лецптин ;,!, полярность буфера 0,01-lM; 5-е- ЕСА-лсцитин 1,3.10 VM,

полярность буфера 0,01-Ш.

-О -7 -6 <|с, М

Рис.4. Сиияошю шгфаолого наг -ения в системе XT; рН 6,7; t* 20°: I-O- XT-,полярность буфера 0,01-0,1"; 2 -Л- XT, моляр-kootj буфера II,1; 3-D - ХТ-холесторин 2,6.10"% и 2, б. 10"%, полярность буфера 0,01-11,1; 4 -Я- ХТ-лецитин 1,3.Ю-4',! в 0,01-IL5 буфере; - Q-ХТ-лецитш! Г.ЗЛО-3!,! в 0,01-IM буфере.

определяемые появлением на кеяфазной границе бслок-лшццных-кошлексов переменного состава. При этом наблюдается снижение• кёга^азкого натяжения больше, чек сумка данных величин соответственно для чисто болкових и липедных систем, достигается возможность снижения значений межразного натжения менее I }-,Н/м.

7. Реологические свойсг, ва ^еяТазных адсорбционных слоев белок-лип идщдс кошлексов. Время достижения предельных значений реологических параметров в изученных системах зависит от концентратам белка, введения лилвдного комитента и концентрации электролита в водной фазе. Увеличение концентрации белка сокращает время необходимое для достижения гакешкзлышх значений реологических пари.:етров| с 50 минут до 20-3^ минут. Введение лишурпк компонентов увеличивает врекя (¡ор;.:ироволкя дологических с- ;йств 1'АС на 20-50 кинут, аналогв-чяое влияние оказываеи ет увеличение концентрации буфера, с 0,01М до О, ХМ.

Зависимость пределного напрядеиил.сдвига в ШС БСА от концентрации белка шест экстремальный вид, что соответствует литературным дашшм. Глксимачьноо значение, равное 1,48 ?лН/м, достигается при концзнтрацин белг-а 2,2.10"В случае ХТ зависимость предельного напряжения сдвига попотонко увеличивается при росте концентрации белка и достик.-> онечепия <.1,28 »Л1/ы при кошрнтрации ХТ 1,1 ЛО"1"!.!. Увеличение полярное-ти ацетатного буфера алкает реологические параметры ¡.'АС как ХТ, так и ША, но с различной степени. Так, для 1ТЛ при концентрации буфера В", происходит снижение величин реологически- параметров до значений характерных для границ вода/ Сен: ел в отсутствии ГОЛ, для XI' при тех ;сз условиях снижение составляет 70^ от величин характерных для 0,СЫ буферных систем.

Введение в систему липццов сшгглет значения реологичоскюс параметров Гу'ЛС вплоть до значений, характеров* для граници вода/бензол в отсутствии ПАВ. Значения концентраций липидов ' при -которнх наблюдаются такие изменения зависят от природы вводимого лшпда белка, а также "концентрации буферной; системы.

По дан!ш?.! реологических испытаний VAC проведенных в диапо-зоне скоростей деформирования 0,1-3,0.Ю~2 с"1, построен« реологические кривые течения MAC белков и белок-липидах комплексов.* Бзедение в систему липедов. и увеличение полярности буфера приводит к сникению вязкости I.iAC, аналогично сникению величин предельного напряжения едпига.

8. Устойчивость эмульсионных пленок стабнлизптхтаншо: балок-Л1шиднид1 комплексам. В данной работа изучены тши образующихся эмульсионных пленок, стабилизированные болок-липцдншн комплексами на основе XT si ЕС А.. Новизна выполненных исследований заключается в кошлексиости оценки влияния добавок лецитина, холестерина и изменения иаляркости буферной систеыы на устойчивость рмульсионшлс плено^.

Определены области устойчивости эмульсионных пленок, изучено дмнамическоо поведение пленок при их образовании, т.е. * процесс вытекания жидкости из диаплов. Установлено, что область' образования песишетрячных дпыплов, вытекащих з бок, является промежуточной i/еяду областями неустойчивых плело» ч усто.>гчквь?х нлснск с симметричными дкшламп.

Увеличение концентрации ацетатного буфера приводит к, уменьшению усчойчиЕОСти тонких пленок. При концентрации буфера U-.J устойчивые пленка-не образуются. Введение б систему л кладов сникает устойчивость эмульсионных планок. Пороговые, значения концентрации липвдов,при которых происходит потеря устойчивости элементарных эмульсионных пленок. ?&хисит от природы липида, белка и концентраций белка,буфера. Лецитин оказывает1 дестабилизирующее воздействие при Солее низких конпктрациях, чем холосторич. Б системах ЕСА шгонки теряют устойчивость при лЬпцептрацип лецитина 1,3.10" Ь% а холестерина 3,5.10"^ ;Л, в системах X'. , соответственно, 1,0.10"° IJ и 5,0.I0~5 П." Системы ЕСА более устойчивы к воздействию лигшдоз, чем система XT.

Введение литп!Д0в и изменение концентращги электролита в. системе могут играть саметную роль в управлении устойчивостью элементарных эмульсионных пленок.

выводы

1. Обнаружено изменение термодинамического поведения белок-липвдних комплексов в водной фазе по сравнению с растворами белков в отсутствии, нзполярных компонентов / бензол, липиды/. Вместо терпараской денатурации белка при 61-62° с & Н 20-40 дДзДголь наблвдаотся фазовые перехода при то;мпературе 30-40° с йН 70-1СС тфр/иаяъ.

2. Образование частиц, состояш,их из белок-лшшдных кошлсксое, о объемах гидких фаз установлено по изменении коэффициентов Д'^ФЙ'г 'ш и средних гидролиномичоских радиусов обна-унегашх . частиц в водной и бензольной ££13 ЦХ ПрИ уЕОЛКЧвНКН КОЛЦСНТрсХ** ■ цил липидпого компонента. Среднкй гидродинамический радиус рассеивающих частиц в водной (¡азе изменяется от 5 нк / в отсутствии липидов/ до 15-25 ны/в зависимости от концентрации лнпидз. и молярности буфера/, тогда как в бензольной фазе разкор частиц уиепьшается соответственно от Р0-100 -ш до 6-20 ни.

. 3. Определены рашовоенно хсощентрации белков и липидов в жидких фазах." Рассчитаны когк^ициенты распределения белка кег-ру

.водной к бензольной фззамг^ а тек г;едпереноса бегцеа из водной V бензольную фазу. Величина дСг ло;.сит в интервале, зкаче-ккй 2-15 кД^/шль для 1;сследованн!Ж концеитррц'ил лшвдой и голлрности ацетатного" буфера.

4.' Получена -изотермы адсорбции белков и белок-липидацх ■комплексов на иваЦаэтЛ границе вода/бензол. Показано, что, как адсорбция белка, так и бвиок-лпявдчйх комплексов гксгрсмальнш образок зависит от концентрации буфера, причем каибользю значения адсорбции наблюдается для систем 0,Ш ацетатного буфера. Содержание белка в смстшюм белок-лшидком мс;:.физном слое определяется природой белка. Введение липадов в систему увеличивает на порядок адсорбцию ЕСА, а для ХТ незначительно сникает значения адсорбции. ■

Установлена' значительная лифгаюсция ¡ме;:фсной' границы водл/бензол при адсорбции па пси белок-лкьпдшос комплексов: при нзу.ереп::и изотер:.« геа.;<л5г.ого натяпссния показана воз;-;од-ность доокезешш иначеинй ¡менее I гЛ/и. Показано, что по ь:ере

- 17 -

увеличения концентрации ллпидного компонента в системе при пссто.тнной концентрации белка, наблюдается систематическое снижение реологических параметров гкм^азхшх слоев. Систсю . характеризуются пороговой значениями соотношения белок/лкпид шгхе которых реологпчоикие свойства, ыея&азной границы ко отличимы от свойств границы раздела вода/бечзол в отсутствии ПАВ. Пороговые значения зависят от природа белка, липида и концентрации электролита.

б. При широком варьировании соотношения белок/липид изучено образование и дик&!.шчоское поведение тонких эмульсионных пленок, моделирующих эмульсии тита масло/года. По мере лио-Хилиза-ции 1.:е;;:аазной траншу наблюдается переход ст устойчивых пленок к неустойчивым, что, вероятно, связано с приближением с::сте:.и к точке инверсии Газ в эмульсии, причем вел.'гчина соотношения белок/лнгшд при котором теряется устойчивость элементарных эмульсионных плслитс зависит от концентрации электролита в водной алое. . .

Основные результаты диссертационной работы изложены в следующих публикациях: I. и.II '¡з.уайлова, Г ЛI. Я-:польскач, Ю. *.Ивгягу к, С.!!.Ле¡:а'¿ов Дшлтлц -'лгулье-.ютшх псекок,- Тезисы докладол УШ Кон-(;вр?1япа5 пс поверхности силам, Москва, 1965, с.56. ;?« 1'сЕачег С.М.,ПеЕоНер ,Г.Ц. йлульспоннш белок-липиднме плеккк.- Гятер.когел.шдодк ученых хгат.й-та ПУ,Москва, 27-29 января 1С87г., ч.Ш, с. Ш-П2,Рукопись ..ел. в БКПГГП 15.05.87, № <'610-3387. 13. Пртйлояа Б.Н. ,Я:я*.01гьс:гал Г .П. »Гегдчез С. и. Оптимизация процессов ионного сепаркрэвагша болок-липпднкх пленок.-Тезисы доювдов УП Всесоюзной конференции "ПАВ и сирье д.-.л их произвол. угва",Белгород, 1К!0,т.З, ч.П, с.Зеб. 4. Локлчев С. 1.5. Кшетяха утош- -шш дгалшов змульсионкшс пленок, ст •5и;,кзнрог:а:п£йх бскФ'ят,- Гатер.кгнф.молодых }чспгс Xi2i.fj.-Ta• У,'-оокса,26-23 января ИсВ, т.2, с.226-220,Рукопись дои.в Е1Л:ГГИ 25.07.Ш, К- 5«РНЗ£8.

Б. Ямаольская ГЛ. ,Левачев С.М.,Измайлова В.Н. Роль жидкокристаллического состояния в стабилизации симметричных

. пленок,- Вестн.»ЯУ,Сер.2Ди1.;ия,т.30,Р1,с.110-Ш,1С89,

6. Измайлова В.Н.»Платиканов Д..Ямпольская Г.П.,Рангелова Н., Левачйв С.М. ,Тулог-ская З.Д. Пенные п эмульсионные пленки Методическая разработка к практикуму по коллоидной химии, Москва, ISbo.

7. Разникова Г.Ц,,Левачев С.М. Влияние электролита на свойства адсорбционных слоев белка.- 1.Ьтер.конф.молоднх ученых .та.ф-таМУ, 24-26 чнг-аря 1969, т. I, с.72-75, Ру--опись деп.в ВИНИТИ 08.03.69, V 5S57-B89,

8Д Левачев С.М. Влияние ионной силы раствора на рсологичес-

•.-■. кио свойства меяфазньк'слоев белка,- 'уЬтер.конф.тгалодых

ч ученых хш.б-та .МГУ, Москва, 21-26 января 1989, т.1, ' ■ с.76-79,копись дел.в ВИНИТИ 08,03.89, F 5357-В89.

С, Левачов С.М. Влиянио ионной силы раствора на свойства ыеафасных адсорбционных слоев бслок-дилидны* комплексов,-1Ь.тор,конф,иоходих ученых хим.<1-та МГУ, Москва, 24-26 . января 1969, т.I,с.80-83,Рукопись деп.в ВИНИТИ С6.С3.39, ■ ' • F 5357-Б89, '

10,'.Yarapolrkaya P.T.jLsvsche? Kieolopiciil ' pvopertiec of ¡stabilizer lajfci-з of oil/wat&r in«erff.ccs

' ' and kinetilc toliavisr dji.-pliaG of thir. fil».- 31 IUPIC Oor^resfi, July 13-1 о, 1Э07.Bui^r-ia,poster Я &7169.

11, Ijevochcv S.M, Adsorption of proteins at tlie v/atcWoil . . intei'face,- Conf.young clieiTu sci.of Sofiy Unevcrcity,

Bulgaria,1990,p.13,

Зак.!.' 97 от- I7.04.92,Ti:n.I00 экз. печати химического ^та"Т1Г/~