Влияние состава водно-органических растворителей и буферных систем на энтальпийные характеристики сольватации аминокислот и пептидов при 298,15 К тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

На правах рукописи

МЕЖЕВОЙ Игорь Николаевич

ВЛИЯНИЕ СОСТАВА ВОДНО-ОРГАНИЧЕСКИХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ И БУФЕРНЫХ СИСТЕМ НА ЭНТАЛЫШЙНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СОЛЬВАТАЦИИ АМИНОКИСЛОТ И ПЕПТИДОВ ПРИ 298,15 К

02.00.04 - физическая химия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Иваново - 2004

Работа выполнена в Институте химии растворов Российской Академии наук

Научный руководитель

кандидат химических наук, старший научный сотрудник Баделин Валентин Георгиевич

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, профессор Усольцева Надежда Васильевна

доктор химических наук, профессор Королев Валерий Павлович

Ведущая организация: Ярославский государственный технический

университет

Защита состоится '«Г' ноября 2004 г. в час. на заседании

диссертационного совета Д 002.106.01. в Институте химии растворов РАН по адресу: 153045, г.Иваново, ул.Академическая, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИХР РАН Автореферат разослан

2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета:

Ломова Т.Н.

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ. Изучение природы взаимодействий в растворах биомолекул и их модельных соединений является актуальной задачей, так как особенности сольватации (гидратации) простых структурных элементов (аминокислот и олигопептидов) во многом определяют сольватацию и биологическую активность более сложных биосистем. Органические растворители (ацетон, спирты и др.)> изученные в работе, присутствуют в той или иной мере в живых организмах и могут существенно изменять свойства растворов белковых молекул. Диметилсульфоксид, обладающий высокой проникающей способностью, используется в качестве лечебного средства и криопротектора лекарственных препаратов. Исследование термодинамических свойств растворов биовеществ в водно-органических растворителях позволяет выявить роль различных функциональных групп в межмолекулярных взаимодействиях. Взаимодействия между биомолекулами (сахаридами и аминокислотами или пептидами), сопровождаются небольшими изменениями энергии, но чаще всего они играют определяющую роль в функционировании живых организмов.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Провести на специально сконструированном многоампульном калориметре с изотермической оболочкой термохимическое исследование растворов аминокислот и пептидов в воде, в водных растворах спиртов (этанола, н-пропанола и изо-пропанола), апротонных растворителях (ацетонитрила, 1,4-диоксана, ДМСО, ДМФА и ацетона), моно- и дисахаридов ^-глюкозы, D-мальтозы и сахарозы) и буферном растворе. Определить на дифференциальном калориметре титрования энтальпии смешения пептидов с дисахаридами в воде. На основе полученных термохимических характеристик выявить:

-основные закономерности изменения термодинамических величин

растворения аминокислот и пептидов в смешанных растворителях различной

природы.

-особенности межмолекулярных взаимодействий аминокислот и пептидов с органическим компонентом раствора.

-особенности изменения энтальпий растворения глицина в буферном растворе при различных рН с учетом кислотно-основных процессов.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Получены новые данные по энтальпиям растворения исследуемых аминокислот и пептидов в воде, водно-органических смесях, растворах моно- и дисахаридов и буферном растворе, энтальпий смешения пептидов с дисахаридами в водных растворах, которые могут служить базовой термодинамической информацией, дающий вклад в понимание взаимодействий растворенное вещество-растворитель в биохимических системах. Предложен метод расчета величин энтальпий сублимации 17 аминокислот, имеющих боковые радикалы различной химической природы, исходя из корреляции "структура-свойство". Количественно оценены энтальпии гидратации (ДьуйгН0) в воде. Выявлены закономерности влияния природы и концентрации водно-органического растворителя и структуры растворяемых биомолекул на энтальпийные характеристики переноса аминокислот и пептидов. Предложен подход, позволяющий проводить расчет энтальпий растворения Д501Н биологически

ГЖШШШШтениями Рн

активных веществ данного класса в сложных

БИБЛИОТЕКА СПетс ОЭ МО'

т1 к

раствора с учетом количественного вклада кислотно-основных процессов, протекающих в них.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ. Результаты проведенных исследований растворов модельных соединений белков могут быть использованы при интерпретации и прогнозировании термодинамических свойств сложных биологических систем. Полученные термодинамические характеристики процессов растворения, сублимации, сольватации биомолекул и кислотно-основных равновесий открывают возможности для понимания механизмов биохимических реакций и представляют интерес для медицины, фармакологии и косметологии. АПРОБАТТИЯ РАБОТЫ. Основное содержание работы опубликовано в 20 печатных работах (7 статей в рецензируемых журналах, 2 депонированные статьи, 11 тезисов докладов). Результаты исследований докладывались и обсуждались на 8 Международной конференции по проблемам сольватации и комплексообразования в растворах (Иваново, 2001), 4 Международной конференции по химической термодинамике (Санкт-Петербург, 2002), Международной научной конференции по кристаллизации в наносистемах (Иваново, 2002), Международной конференции по Физико-химическому анализу жидкофазных систем (Саратов, 2003), Юбилейной научной конференции "Герасимовские чтения" (Москва, 2003), Всероссийском симпозиуме по термохимии и калориметрии 2004 (Нижний-Новгород, 2004), IX Международной конференция по проблемам сольватации и комплексообразования в растворах (Плес, 2004), III Международной конференции по кинетике и механизмам кристаллизации (Иваново, 2004).

СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Диссертационная работа состоит из следующих разделов: введения, главы, посвященной обзору литературы, экспериментальной части, описывающей установки, методику работы и анализ погрешности определения тепловых эффектов, а также четырех глав, включающих экспериментальный материал и его обсуждение, итоговые выводы, списка цитируемой литературы.

II. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Первая глава литературного обзора включает обзор имеющихся в литературе данных о структуре и физико-химических свойствах аминокислот и дипептидов и их водных растворах. Во второй главе рассмотрены некоторые физико-химические свойства спиртов, апротонных растворителей, моно- и дисахаридов и их водных растворов. Проведен анализ литературных данных по термодинамике аминокислот и дипептидов в водно-органических смесях и растворах Сахаров. Отмечено незначительное количество работ по термохимии растворения аминокислот в водно-органических смесях, ограничивающихся разбавленной областью органического компонента (до 0,1 м.д.), а также отсутствие данных по калориметрии растворения дипептидов в исследуемых смесях. Рассмотрены кислотно-основные равновесия аминокислот в воде при изменении рН среды.

КАЛОРИМЕТР РАСТВОРЕНИЯ Тепловые эффекты измеряли на сконструированном четырехампульном калориметре с изотермической оболочкой. Реакционная часть калориметра и все внутренние детали, соприкасающиеся с раствором, выполнены из титанового сплава ВТ-1. Объем реакционного сосуда ПО мл. Датчиком температуры служил

термистор KMT-14. Температура изотермической оболочки поддерживалась с точностью ±0,005 К. Градуировка теплового эффекта проводилась электрическим током. Надежность результатов оценивалось по энтальпиям растворения КС1(К) в воде. Полученное значение Aso!H„ хорошо согласуется с общепринятыми литературными данными, что говорит об отсутствии заметной систематической ошибки в работе установки.

КАЛОРИМЕТР ТИТРОВАНИЯ

Тепловые эффекты смешения водных растворов пептидов и дисахаридов измерялись на дифференциальном калориметре титрования промышленного производства США ITC MicroCal OMEGA. Объемы ячеек, изготовленных из высоко эффективного теплопроводящего материала (Hasteloy), составили 1,3611мл. Водный раствор дисахарида (сдс~0.2 моль/л), помещенный в дозатор (У=250мкл), непрерывно автоматически вводился в водный раствор пептида моль/л),

находящийся в образцовой ячейке. Объем единичной дозы составлял 12мкл. В ячейке сравнения находилась вода. Параметры титрования (объем дозы, их число и временной интервал между ними) задавался с помощью встроенной программы, контролирующей данные. Чувствительность калориметра составила 0.8мкДж. Для перехода к молярным концентрациям пептидов и дисахаридов на денсиметре Anton Paar DMA 60/62 были измерены плотности растворов. Обработка экспериментальных данных проводилась автоматически предусмотренным пакетом программ. Тепловые эффекты разведения дисахаридов и пептидов измерялись отдельно;

1. Термохимические свойства водных растворов аминокислот и олигопептидов.

Измерены интегральные энтальпии растворения AsolHm алифатических аминокислот и пептидов в воде.

Таблица 1.

Энтальпии растворения Д¡„¡Н^ (кДж/моль) аминокислот и пептидов в воде при

298,15 К.

вещество &-solHm Литературные данные

глицин 14,25±0,11* 14,12; 14,20; 14,18; 14,13; 14,08

диглицин 11,56+0,17 11,84; 11,67

триглицин 17,62±0,15 11,58; 17,69

DL-a-аланин 9,34±0,09 9,85; 9,13; 9,21; 9,25; 9,35; 8,65

DL-a-аланил-глицин 1,ЗОЮ,05

DL-a-аланил-глицилглицин 2,72+0,03

Ь-а-аланил-Ь-а-аланин -10,79±0,15 -11,0

0Ь-а-аланил-0Ь-а-аланин -7,29±0,06 -7,59

ОЬ-а-аланил-Р-аланин -4,63±0,04

ß-аланил-Р-аланин 5,67+0,06

D-валин 2,16+0,05

0Ь-а-аланил-0Ь-валин -16,44+0,17

погрешность выражена как стандартное отклонение с 95% вероятностью доверительного интервала

Величину энтальпии растворения при бесконечном разведении AsolH%, рассчитывали как среднюю из результатов семи измерений. Как следует из приведенных в Табл. 1. данных, процесс растворения в воде для одних веществ является эндотермичным, а для других - экзотермичным. Это указывает на то, что энергетические затраты на разрушение кристаллической структуры веществ, в 1-ом случае, не компенсируются энергетическими эффектами экзотермических эффектов гидратации, в отличие от вторых. При увеличении размера растворенного вещества наблюдается тенденция уменьшения эндотермичности процесса растворения и повышения его экзотермичности. Величина ДL и DL-форм диаланина различаются на 3,5 кДж.

Корректная количественная оценка гидратационных вкладов в аминокислот и пептидов возможна только на основе учета энергий их кристаллических решеток, что и было сделано нами на примере аминокислот. Для расчета энтальпии гидратации по экспериментальным данным необходимо

знать энтальпию сублимации экспериментальное нахождение которой

зачастую затруднено. Предложен метод оценки энтальпий сублимации аминокислот на основе выявления корреляционной зависимости между и строением

молекул исследуемых веществ. В качестве базовых функций строения соединения были выбраны молекулярный объем и длина межатомных связей. При проведении сравнительного термодинамического анализа разных соединений использованы объемно-удельные параметры, основанные на подходе Райса-Бландамера, получаемые путем деления на объем фазы - ван-дер-ваальсовый объем

молекулы). В основу предлагаемой корреляционной модели «структура-энтальпия сублимации» может быть положено соотношение (1):

AsubH/VvdW=A + B*W,) (1)

где -длина связи, -число связей.

Справедливость уравнения (1) проверена на основе имеющихся экспериментальных данных по А^Н для 7 аминокислот. Исследование зависимости показало, что она носит линейный характер в

соответствии с уравнением (1) (А=2,88, B=0,065, г=0,985, N=7). Данный подход был распространен на другие аминокислоты, для которых отсутствуют экспериментальные значения В таблице 2 приведены полученные значения

AsubH для 17 аминокислот. Сравнение рассчитанных величин А тЬН 7 аминокислот с их экспериментальными значениями позволило оценить предсказательную способность уравнения (1) с погрешностью в 3,2%.

Представляло интерес проследить изменение характера гидратации аминокислот в зависимости от природы бокового радикала. Были определены объемно-удельные энтальпии гидратации аминокислот, представляющие собой отношение к величине парциального мольного объема аминокислоты

при бесконечном разбавлении. При увеличении числа атомов углерода в молекуле соединения наблюдаются тенденции повышения значений в рядах

аминокислот, имеющих боковые радикалы: I - алифатические, II — ароматические и гетероциклические, III - серу-, азот- и кислород- содержащие.

Таблица 2.

Стандартные термодинамические характеристики аминокислот в водных растворах

Название соединения Aso.H°, кДж/моль 106V2U\ м3/моль ASUbH, кДж/моль -AhydrH0, кДж/моль AhydrH°/V20.10-6, кДж/м3

1-алифатические

глицин 14,25 43,19 136,3 122,1 -2,83

ß-аланин 9,50 58,28 148,4 138,9 -2,38

DL-аланин 9,34 60,42 148,8 139,4 -2,30

L-аланин 7,62 59,62 144,7 137,0 -2,26

L-валин 5,37 90,79 158,7 153,4 -1,69

L-лейцин 2,93 107,83 151,4 148,5 -1,38

Ii-ароматические и гетероциклические

L-пролин -3,10 82,50 149,0 152,1 -1,84

L-гистидин 13,96 95,79 156,7 142,8 -1,49

L-фенилаланин 7,70 121,48 153,9 146,2 -1,20

L-тирозин 19,96 123,6 145,8 125,9 -1,02

L-триптофан 6,74 143,91 113,6 106,9 -0,74

Ill-cepy-, азот- и кислород- содержащие

L-серин 11,01 62,66 150,2 139,2 -2,22

L-цистеин 11,00 73,44 163,7 152,8 -2,08

L-треонин 9,78 76,90 161,0 151,2 -1,97

L-аспарагин 31,51 78,00 166,5 134,9 -1,73

L-глутамин 22,76 93,90 171,4 148,6 -1,58

L-метионин 11,21 105,35 169,0 157,8 -1,49

литературные данные

Это отражает, прежде всего, различный вклад гидрофобной гидратации групп в совокупный гидратный эффект при растворении аминокислот в воде. Очевидно, чем ниже величины параметра (AhydrH° /F"2°) исследуемых аминокислот, тем выше степень структурируемости их водных растворов. Например, в ряду алифатических аминокислот, имеющих аполярные боковые цепи, Gly оказывает наибольшее воздействие на окружающую воду.

2. Энтальпийные характеристики растворения DL- а-аланина, DL-a-аланил-глицина, DL- а-аланил-DL- а-аланина в водных растворах спиртов и апротонных растворителей.

Определены энтальпии растворения DL-a-аланина (Ala), DL- а-аланил-глицина (Ala-Gly) и DL- а-аланил-DL- а-аланина (Ala-Ala) в водных растворах этанола, н-пропанола и изо-пропанола (Рис.1). Д^Я® для изученных соединений положительны во всей концентрационной области органического компонента и имеют экстремальный характер, что свидетельствует об изменении характера взаимодействия между компонентами раствора.

Рис.1. Зависимость энтальпий переноса А1гН„ из воды в водно-спиртовые смеси Ala (а), А1а-Gly (b) и Ala-Ala (с) от Хг м.д. этанола, н-пропанола, изо-пропанола.

По мере увеличения концентраций спиртов и приближения к максимуму наблюдается менее резкое изменение Дír#° веществ, что можно отнести к преобладающей роли заряженных концевых групп аминокислот и пептидов и пептидной группы, что вносит отрицательный вклад в А(ГЯ®. Большая эндотермичность Д¡ГН%, наблюдаемая для г-PrOH по сравнению с РгОН, по-видимому, связана со стерическими затруднениями при взаимодействии гидратированных молекул аминокислот и пептидов с гидратированными молекулами спиртов и с большими эффектами гидрофобной гидратации двух СНз-групп /-РгОН. З н а ч е в точке максимума смещаются влево в порядке EtOH

< РгОН < /-РгОН, что объясняется структурными особенностями молекул сорастворителя.

Определены ДS0¡H° Ala, Ala-Gly и Ala-Ala в водных растворах ацетонитрила (АН), 1,4-диоксана (ДО), диметилсульфоксида (ДМСО), диметилформамида (ДМФА) и ацетона (АЦ).

Рис 2. Зависимость энтальпий переноса Д„Я® аминокислот и пептидов из воды в водно-органические смеси от Х2 ДО (а), ДМСО (Ь), ДМФА (с) и АЦ (с1).

Как видно из графиков (Рис.2), изменения Д¡,.Н% аминокислот и пептидов в смесях воды с АЦ, ДО, ДМФА и ДМСО эндотермичны и в основном носят экстремальный характер. Энергия вновь образуемых связей не компенсирует затраты на разрушение структуры воды и реорганизацию смешанного растворителя при растворении в нем биомолекул. Согласно литературным данным при растворении аминокислот в водно-органических растворителях наблюдается энтальпийно-энтропийный компенсационный эффект.

Следует отметить разный характер изменения аминокислот и

дипептидов в водных растворах АН (Рис. 3).

Рис.3. Зависимость энтальпий переноса Д„Я® аминокислот и пептидов из воды в водно-органические смеси от АН.

Величины До-Я® Gly и Ala во всем исследованном диапазоне концентраций АН экзотермичны и становятся более отрицательными с ростом его содержания в смеси. Уменьшение Д^Я® для Gly и Ala при добавлении АН к воде связано с усилением электронодонорных свойств смеси (данные Маркуса), уменьшением структурного вклада в энтальпии растворения аминокислот и уменьшением энтальпии образования полости в структуре смешанного растворителя по сравнению с чистой водой, при этом АН, разрушая структуру воды и образуя с ней слабые связи, способствует взаимодействию с Gly и Ala. Зависимости A,r#®=f(X2) для изученных дипептидов в системе эндотермичны и имеют экстремум в

разбавленной области, причем степень его выраженности выше для Ala-Ala, чем для Ala-Gly. Отличия в изменении ДtrH®m пептидов по сравнению с аминокислотами свидетельствует о возрастающей роли гидрофобной гидратации при росте размеров молекул.

Межчастичные взаимодействия в трехкомпонентных водных системах могут быть охарактеризованы в рамках формализма теории МакМиллана-Майера для разбавленных растворов путем расчета энтальпийных коэффициентов парных взаимодействий hxy аминокислот и пептидов с молекулами сорастворителя. AirHx(w->w+y)=2hxy-my+3hxyy -ту2+... (2)

где AtrHx(w—>w+y) - энтальпия переноса аминокислоты (пептида) (х) из воды в водно-органические растворы (у); шх и ту - моляльность веществ х и у в растворе; -энтальпийные коэффициенты парных и тройных взаимодействий.

Таблица 3.

Энтальпийные парные коэффициенты взаимодействия hxy (Дж-кг-моль"2) аминокислот и пептидов с органическим компонентом раствора._

hXy Gly Ala Ala-Gly Ala-Ala

АН -44 -41 ±8 63±11 173+36

ДО 122 231±20 412±106 542±43

ДМФА - 409±21 721±145 834±97

дмсо 249 292±21 662±136 876±67

Ацетон 474 449+53 816±70 999±102

EtOH 551 762±112 1045±51 1166+74

РгОН 776 923+53 1322±156 1628+268

/-РгОН 915 1071±80 1610±214 1886+293

Коэффициенты hxy для всех исследуемых систем (Таблица 3), кроме Gly и Ala в смеси с АН, положительны. Это показывает, что в области большого содержания воды вещества хорошо гидратируемы и взаимодействия между гидратированными молекулами вещества и сорастворителя слабы. Коэффициенты hxy увеличиваются в ряду Gly < Ala < Ala-Gly < Ala-Ala, что связано с ростом размеров молекул и появлением дополнительных неполярных групп, способствующих повышению гидрофобной гидратации.

3. Энтальпии растворения глицина, DL-a-аланина в водных растворах D-глюкозы, D-мальтозы и сахарозы и энтальпии смешения водных растворов диглицина, триглицина и DL- a-аланил-глицина с D-мальтозой и сахарозой.

На основании определенных нами Д,0/Я„ Gly и Ala в водных растворах D-глюкозы (Glu), D-мальтозы (Mai) и сахарозы (Suc) рассчитаны энтальпийные парные коэффициенты взаимодействия hxy аминокислот с дисахаридами.

Таблица 4.

Энтальпийные коэффициенты парного взаимодействия ЬХу (Дж-кг-моль"2) глицина и DL-аланина с некоторыми сахаридами в воде при 298.15К._

вещество

Gly Ala

Glu

-242±39 249+62

Mal

-330±78 146124

Suc

-550±122 -172±24

Из таблицы 4 следует, что hxy Gly с сахаридами небольшие по величине и отрицательны. что свидетельствует о преобладании экзотермического вклада специфических взаимодействий Gly с сахаридами. Увеличение экзотермичности взаимодействия Gly с Mal по сравнению с Glu связано с большим числом ОН-групп в молекулах дисахаридов. Взаимодействие Gly с сахарозой характеризуется более отрицательным коэффициентом h^. Согласно литературным данным, молекулы Mal обладают более развитой гидратной оболочкой по сравнению с молекулами Suc. Больший эндо-вклад от дегидратации молекул Mal в величину hxy делает ее менее отрицательной по сравнению с Suc. Молекулы Ala в отличие от молекул Gly содержат в своем составе неполярные СНз-группы. Эндо-эффекты от дегидратации молекул Ala и сахаридов, а также от взаимодействий, в которых принимают участие неполярные фрагменты этих молекул, приводят к тому, что величины становятся положительными для систем с Mal и Glu и менее отрицательными для системы с сахарозой.

Проведенный анализ показал, что взаимодействие между аминокислотами и сахаридами в водном растворе сопровождается небольшими изменениями энергии. Поэтому были измерены тепловые эффекты смешения АтаН D-мальтозы и

сахарозы с диглицином (Gly-Gly), триглицином (Gly-Gly-Gly) и DL- а-аланил-глицином (Ala-Gly), для того чтобы количественно оценить энтальпийный вклад в энергетику слабых взаимодействий биомолекул с дисахаридами. Тепловые эффекты AmtH, отражающие процесс взаимодействия гидратированных молекул пептидов с дисахаридами, рассчитывались как:

ДintH = АтаН - Aá¡¡H(ducaxapuda) - А МН (пептида) (3)

где Д т1ХН - энтальпии смешения растворов дисахаридов и пептидов для i-ой дозы в расчете на моль титранта, Ad¡lH - энтальпии разведения.

Таблица 5.

Тепловые эффекты взаимодействия АтН (Дж/моль) пептидов с дисахаридами.

В таблице 5 приведены АШН° дисахаридов с пептидами, полученные линейной экстраполяцией экспериментальных значений Дт1Н к нулевому

отношению молярных концентраций дисахарида и пептида. Значения Д1МН0 свидетельствуют о слабых взаимодействиях между исследуемыми молекулами, не приводящих к образованию межмолекулярных комплексов определенного стехиометрического состава. Наличие большого числа гидрофильных групп в молекулах дисахаридов и пептидов, а также цвиттерионное состояние молекул последних в растворе способствует образованию межмолекулярных водородных связей и электростатическому притяжению между этими молекулами. Эти взаимодействия дают отрицательный вклад в величину А^Н0, но сильная гидратация гидрофильных и гидрофобных фрагментов молекул пептидов и дисахаридов приводит к тому, что процесс дегидратации при их взаимодействии сопровождается значительным эндо-эффектом и вносит положительный вклад в А1МН°. Полученные результаты показывают, что переход от Gly-Gly к Gly-Gly-Gly

приводит к увеличению положительных значений с исследуемыми

дисахаридами, что является следствием усиления гидратации трипептида по сравнению с дипептидом.

4. Энтальпии растворения глицина в универсальном буферном растворе при различных рН.

Экспериментальное измерение термодинамических характеристик растворения аминокислот в водных растворах при различных рН дает общий эффект, состоящий из эффектов растворения, кислотно-основных равновесий и взаимодействий компонентов раствора (как химических, так и сольватационных). Представляло интерес провести количественную оценку вкладов кислотно-основных взаимодействий в Д501Н аминокислот в воде при изменении рН. Для этой цели были измерены Д$01Н Gly в универсальном буферном растворе в интервале значений рН 4,1 9,6. В качестве растворителя использовалась универсальная буферная смесь, состоящая из водных растворов

нейтрализуемых раствором NaOH. Процессы кислотно-основных взаимодействий, протекающие в универсальном буферном растворе при растворении Gly могут быть представлены следующими уравнениями:

3 В(ОН)з о В303(0Н)4' + Ы + 2Н20 (3)

4 В(ОН)з В405(0Н)42' + 21Г + ЗН20 (4)

5 В(ОН)з <-> В506(0Н)4" + Н+ + 5Н20 (5)

"ШзСНзСОО- <-> ЫН2СН2СОО' + И1' (9)

Вклады всех этих процессов в экспериментально измеренные тепловые эффекты учитывались введением соответствующих поправок. По уравнению (4) рассчитывали тепловой эффект растворения в1у за вычетом поправок на кислотно-основные равновесия.

(4)

По константам равновесия и исходным концентрациям компонентов буферного раствора по программе ЯРЗИ (Васильев В.П., Бородин В.А., Козловский Е.В. "Применение ЭВМ в химико-аналитических расчетах", 1993) рассчитаны равновесные составы растворов не содержащие и содержащие в1у для различных значений рН. Программа ЯРЗИ предназначена для расчета концентраций равновесных форм в системах с произвольными числами и стехиометрией реакций. Поправку на ионную силу вычисляли по уравнению (5). Г\П

„2—0.2*') (5)

2

АрК = Аг А у (—— 1 + 1 2

где -разность квадратов зарядов продуктов реакции и исходных веществ, предельный наклон для коэффициента активности теории Дебая-Хюккеля. Константы равновесия реакций (1-10) пересчитывали на соответствующие значения ионных сил по уравнению (6).

1ё/Зс=1ё/30+АРК (6)

где -концентрационная константа равновесия, -термодинамическая константа равновесия. Исходя из данных программы КЯЗИ, рассчитаны изменения долей (а,) всех компонентов буферного раствора при введении в него в1у по формуле:

а, и а, - доля ¡-ого компонента буферного раствора без и с 01у, С; и - равновесная концентрация ¿-ого компонента буферного раствора без и в присутствии в1у, с^у-концентрация в1у. Из анализа данных а; всех компонентов буферного раствора при различных рН и концентраций в1у следует, что при рН > 7,2 начинается процесс диссоциации в1у и В(ОН)з. Введение в1у смещает кислотно-основные равновесия компонентов универсального буферного раствора (изменяется их доля). Рассчитали поправки (ХАд^/// * <*,-)• АдзД реакций (1-10) также пересчитаны на соответствующие значения ионной силы по уравнению (8). АН - Д22^(7) = ДЯ° + И (8)

где \|/(1)-функция от ионной силы раствора, ДН и ДН°-изменение энтальпии при конечном и нулевом значениях I. Расчет показал, что вклад процессов (3-5) пренебрежимо мал, поэтому поправки на этих равновесий в расчет не

включались.

В интервале рН 4,1-7,2 точки находятся на прямых параллельных оси х (Рис.4а). Рассчитанные поправки на тепловые эффекты процессов в данном интервале рН незначительные. в1у существует в виде цвиттер-иона ''ЫНзСНгСОО" и поведение его близко к поведению в воде, взаимодействий в1у с компонентами буферного раствора в данном интервале рН не происходит. В интервале рН 7,9-9,6 большой вклад в Д501Н вносит значительная диссоциация В(ОН)з и цвиттер-иона,

поэтому концентрационные зависимости имеют заметный наклон. Как видно из рисунка 4(Ь) (кривая 2) Д^Н0 резко уменьшается с увеличением I.

Рис.4. Зависимость рассчитанных Д^Н за вычетом кислотно-основных взаимодействий от 4т различной концентрации ( Ну при различных значениях рН (а) и зависимость стандартных экспериментальных Д5о1Н° (1) и рассчитанных с учетом кислотно-основных взаимодействий Д^Н0 (2) от I (Ь).

Подобное отклонение может быть связано с химическим взаимодействием аниона в1у с одним из компонентов буферной смеси, что усиливает концентрационную зависимость ДзыН0. Так как диссоциаЦЦЯНначительна при высоких значениях рН раствора (> 7,9), по-нашему мнению, основной эффект уменьшения Д501Н° в1у с увеличением рН связан с взаимодействием аниона в1у с борат-ионами.

Для проверки этого предположения были измерены Д^Н 01у в буферных растворах борной кислоты, буры и аммонийном буфере (в отсутствии Н3ВО3) при рН«9,6.. Все расчеты проводили аналогично.

Таблица 6.

Экспериментальные Д^Н и расчетные ДзыН' в растворах борной кислоты, буры и

Д801Н, кДж/моль ДзыН', кДж/моль

Нзвоз 19.41 11,62

Ыа2В407-10Н20 19.91 12,12

Ш4ОН 14.67 18.99

Величины Д5о1Н' ( Ну в растворах Н3ВО3 и Ыа2В407-1ОН2О близки к значениям Д^Н', полученным в универсальном буферном растворе при рН«8,9; 9,6. В аммонийном буферном растворе (рН«9,6) величина Д50|Н' в1у близка к среднему значению Д501Н' в1у в универсальном буферном растворе, полученному при более низких значениях рН (до 7,9). По нашему мнению, это подтверждает предположение о взаимодействии в1у с борат-ионами, существующими в растворах с высоким значением рН.

ВЫВОДЫ РАБОТЫ

1. Сконструирован и собран четырехампульный калориметр с изотермической оболочкой.

2. Получены новые экспериментальные данные по стандартным энтальпиям растворения AsoiH° трех алифатических аминокислот и девяти олигопептидов в воде, глицина (Gly), DL- а-аланина (Ala), DL-a-аланил-глицина (Ala-Gly) и DL-a-аланил-DL-a-аланина (Ala-Ala) в водно-смешанных растворителях и Gly в универсальном буферном растворе при рН 4,1-9,6, а также энтальпиям смешения ДтиН водных растворов диглицина (Gly-Gly), триглицина (Gly-Gly-Gly), DL-a-аланил-глицина и D-мальтозы (D-Mal), сахарозы (8ис) при 298,15 К.

3. На основе корреляционного метода "структура-свойство" оценены энтальпии сублимации ASUbH° 17 аминокислот, имеющих боковые радикалы различной химической природы. Показано, что отношение (ASubH°/Vw(iw) находится в линейной зависимости с величиной суммы длин связей в биомолекуле

4. Определены энтальпии гидратации AhydrH° 17 аминокислот. Установлено, что различие величин AhydrH0 разных аминокислот обусловлено изменением вклада гидрофобной гидратации, вызывающей изменения в состоянии окружающей воды.

5. Рассчитаны стандартные значения энтальпий переноса Atfl0 Gly, Ala, Ala-Gly, Ala-Ala из воды в смешанные водно-органические растворители при концентрации сорастворителя от 0 до 0,35 м.д. Установлено, что изменение AtrH° исследуемых аминокислот и низкомолекулярных пептидов в смесях вода-(этанол (EtOH), н-пропанол (РгОН), изо-пропанол (i-PrOH), ацетон (АЦ), диметилсульфоксид (ДМСО), диметилформамид (ДМФА), 1,4-диоксан (ДО)) эндотермичны и в основном носят экстремальный характер, в отличие от смеси вода-ацетонитрил (АН), в которой наблюдается слабо выраженная экстремальность только для Ala-Gly и Ala-Ala, но отсутствует для Gly и Ala.

6. Установлено, что энтальпийные характеристики растворения, переноса и сольватации Gly, Ala и их олигомеров в смесях вода-органический сорастворитель определяются следующими факторами:

а) структурой растворяемой молекулы биологически активного вещества: показано, что энергетический вклад в межмолекулярные взаимодействия не всегда перекрывает затраты на реорганизацию смешанного растворителя, вызываемую размещением в нем более крупной молекулы пептида. Для исследуемых водно-органических растворов получены более высокие значения пептидов по сравнению с аминокислотами, увеличивающиеся с ростом числа атомов углерода и боковых метальных групп в ряду: Gly<Ala<Ala-Gly<Ala-Ala. Это указывает на увеличение вклада гидрофобной гидратации, сопровождаемой упрочнением Н-связей между молекулами воды, непосредственно окружающими

группы.

б) энергетикой взаимодействия компонентов смешанного растворителя: слабые межмолекулярные взаимодействия в смеси вода-АН способствуют сольватации, а сильные - в смеси воды с ДМСО, ДМФА, АЦ, ДО, спиртов ослабляют сольватацию.

в) концентрацией органического компонента: увеличение доли органического растворителя плавно повышает экзотермичность аминокислот в случае АН и

зависимость имеет максимум в случае спиртов, ацетона, 1,4-диоксана, ДМСО, ДМФА.

г) природой органического компонента: возрастание полученных гетерогенных энтальпийных парных коэффициентов (hxy) в ряду АН < ДО < ДМСО < ДМФА < АЦ

< EtOH < PrOH < i-PrOH для Gly, Ala, Ala-Gly и в ряду АН < ДО < ДМФА < ДМСО

< АЦ < EtOH < PrOH < i-PrOH для Ala-Ala свидетельствует об ослаблении взаимодействий биомолекул с органическим растворителем.

7. Обнаружено, что процессы растворения и сольватации исследуемых аминокислот и пептидов в смешанных водно-органических растворителях имеют три четко выраженные области состава. В области до 0,15 м.д. характерно сильное взаимодействие аминокислоты или пептида с молекулами воды и преобладание процессов дегидратации над прямыми взаимодействиями биомолекула -сорастворитель, что вызывает рост эндотермичности растворения. В интервале 0,15<Хг<0,2 м.д. наблюдается взаимная компенсация между эффектами от прямых взаимодействий биомолекула-сорастворитель и от дегидратации и структурной перестройки растворителя. При более 0,2 м.д. преобладают эффекты от прямых взаимодействий, что выражается в росте экзотермичности растворения аминокислот и пептидов. Выявлено, что для водных растворов с протонными сорастворителями экстремум зависимости AtrH°=fpÍ2) расположен в области 0,1-0,15, а для исследуемых апротонных сорастворителей - в области 0,15-0,22 м.д.

8. Рассчитаны энтальпийные коэффициенты парных взаимодействий hxy аминокислот с сахаридами в водной среде. Отрицательные значения, полученные для систем с Gly, указывают на преобладание экзотермического вклада специфических взаимодействий Gly с сахаридами (образование Н-связей и электростатическое взаимодействие). Получены положительные значения для взаимодействия Ala с D-мальтозой и D-глюкозой и менее отрицательные с сахарозой, что обусловлено вкладом эндоэффекта от дегидратации молекул Ala и сахаридов, а также от взаимодействий, в которых принимают участие неполярные группы этих молекул.

9. Предложен подход количественного учета вклада кислотно-основных процессов, протекающих в многокомпонентных жидких системах при различных рН, в тепловые эффекты растворения аминокислот. Показано, что взаимодействия глицина с компонентами буферного раствора в интервале рН от 4,1 до 7,2 отсутствуют. При рН более 7,2 наблюдается уменьшение что связано с изменением сольватации при переходе от цвиттер-иона к аниону, а также химическим взаимодействием аниона с борат-ионами, существующими в растворах с высоким значением рН.

Основное содержание диссертационной работы изложено в следующих работДО

1. Баделин В.Г., Смирнов В.И., Межевой Й.Н. Зависимость энтальпий гидратации аминокислот и олигопептидов от их молекулярной структуры // ЖФХ. 2002. Т. 76. №7. С. 1299-1302.

2. Смирнов В.И., Баделин В.Г., Межевой И.Н. Термохимия растворения глицина в смесях вода-ацетон и вода-1,4-диоксан при 298.15 К // Изв. вузов. Хим. и химич. технол. 2003. Т. 46. вып. 1. С. 90-93.

3. Баделин В.Г., Тарасова Г.Н., Межевой И.Н., Катровцева А.В., Козловский Е.В. Энтальпии растворения глицина при различных значениях рН буферного раствора // ЖОХ. 2003. Т. 73. вып. 7. С. 1090-1093.

4. Межевой И.Н., Парфенюк Е.В., Баделин В.Г. Калориметрическое изучение взаимодействий между аминокислотами и сахаридами в воде при 298.15 К // Биофизика. 2003. Т. 48. вып. 4. С. 585-588.

5. Смирнов В.И., Межевой И.Н., Баделин В.Г. Энтальпии растворения БЬ-а-аланина в смесях вода-спирты при 298.15 К // ЖФХ. 2004. Т. 78. № 2. С. 280-283.

6. Межевой И.Н., Зеленкевич В., Вшелака-Рылик М., Парфенюк Е.В., Баделин В.Г. Теплоты взаимодействия Б-мальтозы и сахарозы с ди- и трипептидами в водных растворах // ЖФХ. 2004. Т. 78. № 6. С. 1140-1143.

7. Смирнов В.И., Межевой И.Н., Баделин В.Г. Термохимия растворения БЬ-а-аланина в смесях вода-ацетон и вода-1,4-диоксан при 298,15 К. // Изв. вузов. Хим. и химич. технол. 2004. Т. 47. вып.8. С. 38-41.

8. Баделин В.Г., Тарасова Г.Н., Межевой И.Н., Катровцева А.В. Расчет корректных значений энтальпий растворения глицина с учетом энтальпий диссоциации компонентов буферного раствора при рН 7,2-9,6 // Деп. в ВИНИТИ 10.04.00, №956-В00.

9. Межевой И.Н., Тарасова Г.Н., Баделин В.Г. Энтальпии растворения БЬ-а-аланина, БЬ- а-аланил-глицина и БЬ-а-аланил-БЬ- а-аланина в бинарных смесях вода-органический растворитель в стандартных условиях // Деп. в ВИНИТИ 26.02.04, №330-В2004.

10. Баделин В.Г., Тарасова Г.Н., Межевой И.Н., Катровцева А.В. Тезисы докладов 8-ой Международной конференции "Проблемы сольватации и комплексообразования в растворах". Иваново. 2001. С.210.

11. Межевой И.Н., Баделин В.Г., Тарасова Г.Н. Термохимия растворения некоторых аминокислот и пептидов в воде // Там же. Иваново. 2001. С. 210-211.

12. Межевой И.Н., Давыдова О.И., Парфенюк Е.В., Баделин В.Г. Термодинамические характеристики взаимодействия аминокислот с моно- и дисахаридами в воде // Тезисы докладов 4-ой Международной конференции по химической термодинамике. Санкт-Петербург. 2002. С. 168.

13. Баделин В.Г., Смирнов В.И., Межевой И.Н. Общие закономерности гидратации некоторых аминокислот и олигопептидов // Тезисы докладов Международной научной конференции "Кристаллизация в наносистемах" Иваново. 2002. С. 129.

14. Межевой И.Н., Смирнов В.И., Баделин В.Г. Взаимосвязь теплоемкости кристаллических аминокислот и пептидов с энтальпийными характеристиками их водных растворов // Там же. Иваново. 2002. С. 129.

15. Межевой И.Н., Смирнов В.И., Баделин В.Г. Термодинамические и структурные свойства трехкомпонентных систем олигопептид-вода-ДМСО в стандартных условиях // Тезисы докладов Международной конференции "Физико-химический анализ жидкофазных систем". Саратов. 2003. С. 74.

16. Межевой И.Н., Смирнов В.И., Баделин В.Г. Термохимия растворения БЬ-а-аланина в бинарных смесях вода-спирты в стандартных условиях // Тезисы докладов юбилейной научной конференции "Герасимовские чтения". Москва. 2003. С. 137.

17. Баделин В.Г., Межевой И.Н., Смирнов В.И. Энтальпии растворения ОЬ-а-аланил-глицина и БЬ-а-аланил-ОЬ-а-аланина в смешанных растворах вода-спирты при 298,15 К // Тезисы докладов "Всероссийского симпозиума по термохимии и калориметрии 2004". Нижний-Новгород. 2004. С. 171.

18. Межевой ИН, Смирнов В.И., Баделин В.Г. Термохимия растворения БЬ-а-аланина в бинарных смесях вода-органический растворитель в стандартных условиях // Там же. Нижний-Новгород 2004 С. 199.

19. Межевой И.Н., Баделин В.Г. Тепловые эффекты взаимодействия диглицина, триглицина и БЬ-а-аланил-глицина с дисахаридами в водных растворах при 298,15 К. // Тезисы докладов IX Международной конференция "Проблемы сольватации и комплексообразования в растворах". Плес. 2004. С. 238.

20. Тюнина Е.Ю., Баделин В.Г., Межевой И Н. Определение энтальпии сублимации некоторых аминокислот и дипептидов // Тезисы докладов III Международной конференции "Кинетика и механизм кристаллизации". Иваново. 2004. С. 108.

Подписано к печати 21.10.2004 г. Заказ № 20 Формат издания 60x84/16 Тираж 80 экз. Усл. печ. л. 1,0

Изготовлено в ООО "Салон документации"; 153000, г. Иваново, ул. Парижской Коммуны, 16. Тел.: 41-09-02,41-09-03

»201 Ol

ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Физико-химические свойства и структура кристаллических аминокислот и пептидов и их водных растворов.

1.2. Структурные особенности спиртов, апротонных растворителей и их водных растворов.

1.3. Термодинамика взаимодействия аминокислот и пептидов в водно-органических растворах и растворах с различным рН.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Конструкция калориметрической ячейки.

2.2. Блок схема вторичного термостатирования калориметрической ячейки.

2.3. Блок схема измерения тепловых эффектов в калориметрической ячейке.

2.4. Блок-схема калибровки в калориметрическом опыте.

2.5. Калориметр титрования.

2.6. Методика работы.

2.7. Обработка первичных экспериментальных величин и расчет погрешности измерения энтальпии растворения.

2.8. Используемые реактивы и их подготовка.

3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

3.1. Водные растворы аминокислот и пептидов.

3.1.1. Термохимические свойства водных растворов аминокислот и олигопептидов.

3.1.2. Энтальпийные характеристики гидратации аминокислот в водных растворах.

3.2. Термохимия растворения аминокислот и пептидов в водно-органических растворителях и растворах сахаридов

3.2.1. Энтальпийные характеристики растворения БЬ-а-аланина,

ИЬ-а-аланил-глицина и ОЬ-а-аланил-ОЬ-а-аланина в водно-спиртовых смесях.

3.2.2. Энтальпийные характеристики растворения ОЬ-а-аланина, ОЬ-а-аланил-глицина и ОЬ-а-аланил-БЬ-а-аланина в водных растворах апротонных растворителей.

3.2.3. Энтальпийные характеристики растворения глицина, ОЬ-а-аланина в водных растворах Э-глюкозы, Э-мальтозы и сахарозы и смешения водных растворов диглицина, триглицина и ОЬ-а-аланил-глицина с дисахаридами.

3.3. Термохимия растворения глицина при различных значениях рН буферного раствора.

АКТУАЛЬНОСТЬ. Изучение природы взаимодействий в растворах биомолекул и их модельных соединений является актуальной задачей, так как особенности сольватации (гидратации) простых структурных элементов (аминокислот и олигопептидов) во многом определяют сольватацию и биологическую активность более сложных биосистем. Органические растворители (ацетон, спирты и др.), изученные в работе, присутствуют в той или иной мере в живых организмах и могут существенно изменять свойства растворов белковых молекул. Диметилсульфоксид, обладающий высокой проникающей способностью, используется в качестве лечебного средства и криопротектора лекарственных препаратов. Исследование термодинамических свойств растворов биовеществ в водно-органических растворителях позволяет выявить роль различных функциональных групп в межмолекулярных взаимодействиях. Взаимодействия между биомолекулами (сахаридами и аминокислотами или пептидами), сопровождаются небольшими изменениями энергии, но чаще всего они играют определяющую роль в функционировании живых организмов. ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Провести на специально сконструированном многоампульном калориметре с изотермической оболочкой термохимическое исследование растворов аминокислот и пептидов в воде, в водных растворах спиртов (этанола, н-пропанола и мзопропанола), апротонных растворителях (ацетонитрила, 1,4-диоксана, ДМСО, ДМФА и ацетона), моно- и дисахаридов (О-глюкозы, Э-мальтозы и сахарозы) и буферном растворе. Определить на дифференциальном калориметре титрования энтальпии смешения пептидов с дисахаридами в воде. На основе полученных термохимических характеристик выявить:

-основные закономерности изменения термодинамических величин (Д&Н, Д^Н, Ьху) растворения аминокислот и пептидов в смешанных растворителях различной природы.

-особенности межмолекулярных взаимодействий аминокислот и пептидов с органическим компонентом раствора.

-особенности изменения энтальпий растворения глицина в буферном растворе при различных рН с учетом кислотно-основных процессов. НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Получены новые данные по энтальпиям растворения исследуемых аминокислот и пептидов в воде, водно-органических смесях, растворах моно- и дисахаридов и буферном растворе, энтальпий смешения пептидов с дисахаридами в водных растворах, которые могут служить базовой термодинамической информацией, дающий вклад в понимание взаимодействий растворенное вещество-растворитель в биохимических системах. Предложен метод расчета величин энтальпий сублимации 17 аминокислот, имеющих боковые радикалы различной химической природы, исходя из корреляции "структура-свойство". Количественно оценены энтальпии гидратации (AhydrH°) в воде. Выявлены закономерности влияния природы и концентрации водно-органического растворителя и структуры растворяемых биомолекул на энтальпийные характеристики переноса аминокислот и пептидов. Предложен подход, позволяющий проводить расчет энтальпий растворения AsoiH биологически активных веществ данного класса в сложных системах с различными значениями рН раствора с учетом количественного вклада кислотно-основных процессов, протекающих в них. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ. Результаты проведенных исследований растворов модельных соединений белков могут быть использованы при интерпретации и прогнозировании термодинамических свойств сложных биологических систем. Полученные термодинамические характеристики процессов растворения, сублимации, сольватации биомолекул и кислотно-основных равновесий открывают возможности для понимания механизмов биохимических реакций и представляют интерес для медицины, фармакологии и косметологии.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основное содержание работы опубликовано в 20 печатных работах (7 статей в рецензируемых журналах, 2 депонированные статьи, 11 тезисов докладов). Результаты исследований докладывались и обсуждались на 8 Международной конференции по проблемам сольватации и комплексообразования в растворах (Иваново, 2001), 4 Международной конференции по химической термодинамике (Санкт-Петербург, 2002), Международной научной конференции по кристаллизации в наносистемах (Иваново, 2002), Международной конференции по Физико-химическому анализу жидкофазных систем (Саратов, 2003), Юбилейной научной конференции "Герасимовские чтения" (Москва, 2003), Всероссийском симпозиуме по термохимии и калориметрии 2004 (Нижний-Новгород, 2004), IX Международной конференция по проблемам сольватации и комплексообразования в растворах (Плес, 2004), III Международной конференции по кинетике и механизмам кристаллизации (Иваново, 2004).

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Сконструирован и собран четырехампульный калориметр с изотермической оболочкой.

2. Получены новые экспериментальные данные по стандартным энтальпиям растворения AsoiH0 трех алифатических аминокислот и девяти олигопептидов в воде, глицина (Gly), DL-a-аланина (Ala), DL-a-аланил-глицина (Ala-Gly) и ОЬ-а-аланил-БЬ-а-аланина (Ala-Al а) в водно-смешанных растворителях и Gly в универсальном буферном растворе при pH 4,1-9,6, а также энтальпиям смешения AmjXH водных растворов диглицина (Gly-Gly), триглицина (Gly-Gly-Gly), DL-a-аланил-глицина и D-мальтозы (D-Mal), сахарозы (Suc) при 298,15 К.

3. На основе корреляционного метода "структура-свойство" оценены энтальпии сублимации ASUbH° 17 аминокислот, имеющих боковые радикалы различной химической природы. Показано, что отношение (ASUbH°/Vwdw) находится в линейной зависимости с величиной суммы длин связей в биомолекуле (En¡l¡)(r>0,985).

4. Определены энтальпии гидратации AhydrH° 17 аминокислот. Установлено, что различие величин AhydrH0 разных аминокислот обусловлено изменением вклада гидрофобной гидратации, вызывающей изменения в состоянии окружающей воды.

5. Рассчитаны стандартные значения энтальпий переноса AtrH° Gly, Ala, Ala-Gly, Ala-Ala из воды в смешанные водно-органические растворители при концентрации сорастворителя от 0 до 0,35 м.д. Установлено, что изменение AtrH° исследуемых аминокислот и низкомолекулярных пептидов в смесях вода-(этанол (ЕЮН), н-пропанол (РЮН), мзо-пропанол (г'-РЮН), ацетон (АЦ), диметилсульфоксид (ДМСО), димети л формами д (ДМФА), 1,4-диоксан (ДО)) эндотермичны и в основном носят экстремальный характер, в отличие от смеси вода-ацетонитрил (АН), в которой наблюдается слабо выраженная экстремальность только для Ala-Gly и Ala-Ala, но отсутствует для Gly и Ala.

6. Установлено, что энтальпийные характеристики растворения, переноса и сольватации Gly, Ala и их олигомеров в смесях вода-органический сорастворитель определяются следующими факторами: а) структурой растворяемой молекулы биологически активного вещества: показано, что энергетический вклад в межмолекулярные взаимодействия не всегда перекрывает затраты на реорганизацию смешанного растворителя, вызываемую размещением в нем более крупной молекулы пептида. Для исследуемых водно-органических растворов получены более высокие значения Д1гН пептидов по сравнению с аминокислотами, увеличивающиеся с ростом числа атомов углерода и боковых метальных групп в ряду: Gly<Ala<Ala-Gly<Ala-Ala. Это указывает на увеличение вклада гидрофобной гидратации, сопровождаемой упрочнением Н-связей между молекулами воды, непосредственно окружающими -СН2- и -СН3- группы. б) энергетикой взаимодействия компонентов смешанного растворителя: слабые межмолекулярные взаимодействия в смеси вода-АН способствуют сольватации, а сильные - в смеси воды с ДМСО, ДМФА, АЦ, ДО, спиртов ослабляют сольватацию. в) концентрацией органического компонента: увеличение доли органического растворителя плавно повышает экзотермичность AtrH аминокислот в случае АН и зависимость имеет максимум в случае спиртов, ацетона, 1,4-диоксана, ДМСО, ДМФА. г) природой органического компонента: возрастание полученных гетерогенных энтальпийных парных коэффициентов (hxy) в ряду АН < ДО < ДМСО < ДМФА < АЦ < EtOH < PrOH < i-PrOH для Gly, Ala, Ala-Gly и в ряду АН < ДО < ДМФА < ДМСО < АЦ < EtOH < РЮН < i-PrOH для Ala-Ala свидетельствует об ослаблении взаимодействий биомолекул с органическим растворителем.

7. Обнаружено, что процессы растворения и сольватации исследуемых аминокислот и пептидов в смешанных водно-органических растворителях имеют три четко выраженные области состава. В области до 0,15 м.д. характерно сильное взаимодействие аминокислоты или пептида с молекулами воды и преобладание процессов дегидратации над прямыми взаимодействиями биомолекула - сорастворитель, что вызывает рост эндотермичности растворения. В интервале 0,15<Х2<0,2 м.д. наблюдается взаимная компенсация между эффектами от прямых взаимодействий биомолекула-сорастворитель и от дегидратации и структурной перестройки растворителя. При более 0,2 м.д. преобладают эффекты от прямых взаимодействий, что выражается в росте экзотермичности растворения аминокислот и пептидов. Выявлено, что для водных растворов с протонными сорастворителями экстремум зависимости AtrH°=f(X2) расположен в области 0,1-0,15, а для исследуемых апротонных сорастворителей - в области 0,150,22 м.д.

8. Рассчитаны энтальпийные коэффициенты парных взаимодействий hxy аминокислот с сахаридами в водной среде. Отрицательные значения, полученные для систем с Gly, указывают на преобладание экзотермического вклада специфических взаимодействий Gly с сахаридами (образование Н-связей и электростатическое взаимодействие). Получены положительные значения hxy для взаимодействия Ala с D-мальтозой и D-глюкозой и менее отрицательные с сахарозой, что обусловлено вкладом эндоэффекта от дегидратации молекул Ala и сахаридов, а также от взаимодействий, в которых принимают участие неполярные группы этих молекул.

9. Предложен подход количественного учета вклада кислотно-основных процессов, протекающих в многокомпонентных жидких системах при различных рН, в тепловые эффекты растворения аминокислот. Показано, что взаимодействия глицина с компонентами буферного раствора в интервале рН от 4,1 до 7,2 отсутствуют. При рН более 7,2 наблюдается уменьшение ASoiH°, что связано с изменением сольватации при переходе от цвиттер-иона к аниону, а также химическим взаимодействием аниона с борат-ионами, существующими в растворах с высоким значением рН.

1. Мецлер Д. Биохимия. М.: Мир, 1980. T.1. С.80.

2. Ленинджер А. Основы биохимии под ред. Энгельгарда В.А., М.: Мир, 1985. Т. 1.С. 107.

3. Основы биохимии под ред. Анисимова A.A., М.: Высш. шк. 1986. 551с.

4. Greenstein J.P., Winitz М. Chemistry of amino acids. Tables 4-2 and 4-12. 1961. V. 1, Wiley, New York, P. 447-492.

5. Edsall J.T., Blanchard A.M. // J. Am. Chem. Soc. 1993. V. 55. P. 2337-2340.

6. Уайт А., Хендлер Ф., Смит Э., Хилл Р., Леман И. Основы биохимии в 3-х томах под ред. Овчинникова Ю.А. М.: Мир, 1981. Т. 1. С. 115.

7. Cohn E.J., Edsall T.J. Proteins, amino acids and peptides // Reinhold Publ. Corp., New York, 1943. p. 84.

8. Cohn E.J., Edsall T.J. Proteins, amino acids and peptides // Reinhold Publ. Corp., New York, 1943. p. 445.

9. Якубке Х.-Д., Ешкайт X. Аминокислоты, пептиды, белки. М.: Мир, 1985. 455с.

10. Gorbitz С.Н. Hydrogen-bond distances and angles in the structures of amino acids and peptides // Acta Crystallogr. B. 1989. V. 45. №4. P.390-395.

11. Corey R.B., Pauling L. Fundamental dimensions of polypeptide chains // Proc. Roy. Soc. London. 1953. В141. P. 10-20.

12. Marsh R.F., Donohue J. // J. Adv. Protein Chem. 1967. V. 22. P. 235.

13. Ramachandran G.N., Kolaskar A.S., Ramakrishnan C., Sasisekharan V. // Biochem. et biophys. Acta. 1974. V.359. P.298.

14. Тищенко Т.Н. Строение линейных и циклических олигопептидов в кристаллах // В сб.: Итоги науки и техники. Кристаллохимия. ВИНИТИ. 1979. Т. 13. С. 189-249.

15. Wiukler F.K., Dunitz J.D. The non-polar amide group // J. Mol. Biol. 1971. V. 59. P. 169.

16. Дашевский В.Г. Конформационный анализ макромолекул М.: Наука, 1987. 288с.

17. Молекулярные взаимодействия под ред. Ратайчак Г., Орвилл-Томас У. М.: Мир, 1984. С. 184.

18. Ramakrishann С., Srinivasan N. Glycyl residues in protein and peptides: An analysis// Curr. Sei. (India) 1990. № 17-18. P. 851-861.

19. Fletterick R.J., Tsai Chun Che., Hughes R.E. The crystal and molecular structure of L-alanyl-L-alanine // J. Phys. Chem. 1971. V. 75. № 7. P. 918-922.

20. Liff M.I., Lyu P.C., Kallenbach N.R. Analysis of asymmetry in the distribution of helical residues in peptides by *H nuclear // J. Amer. Chem. Soc. 1991. № 3. P. 1014-1019.

21. Barone G., Cacace P., Castronuovo G., Elia V. // J. Solution Chem. 1984. V. 13. P. 625.

22. Matsumoto M., Amaya K. The heats of solution of optically active amino acids the corresponding racemic amino acids, and their derivatives in water // Bull. Chem. Soc. Jap. 1983. V. 56. № 8. P. 2521-2522.

23. Miyagishi S., Matsumara S., Murata K., Asakawa Т., Nishida M. // Bull. Chem. Soc. Japan 58 (1985) 1019.

24. Cung M.T., Marraud M., Neel J. // Biopolymers 1976. V. 15. P. 2081.

25. Cung M.T., Marraud M., Neel J. //Biopolymers 1977. V. 16. P. 715.

26. Cung M.T., Marraud M., Neel J., Aubry A. // Biopolymers 1978. V. 17. P. 1149.

27. Sijpkes A.H., Somsen G. Enthalpie interaction coefficients of some dipeptides dissolved in N, N-dimethylformamide // J. Chem. Soc., Faraday Trans. I 1989 V. 85. P. 2563-2573.

28. Kumaran M.K., Hedwig G.R., Watson I.D. The relative partial molar enthalpies and apparent molar volumes of aqueous solutions of L-alanylglycine and of DL-alanylglycine // J. Chem. Thermodyn. 1982. V. 14. P. 93-97.

29. Castronuovo G., Elia V., Velleca F. Molecular recognition: thermodynamic study of non bonded interactions in aqueous solutions of iminiacids. Effects of steric and geometric isomerism //J. Solution Chem. 1996. V. 25. P. 51.

30. Castronuovo G., Elia V., Giancola C., Puzziello S. Chiral interaction in aqueous solutions of aminoacids. A calorimetric study of the protonated forms in H20-HC1 mixed solvents at 25°C // J. Solution Chem. 1990. № 9. V. 19. P. 855866.

31. Ellenbogen E. Dissociatic constants of peptides. 4. The isomeric alanylalanines // J. Amer. Chem. Soc. 1956. V. 78. P. 369-372.

32. Li N.C., Miller G.V., Solong N., Gillis B.T. Of optical configuration of peptides: dissociation constants of the isomeric alanylalanines and leucyltyrosines and some of their metal complexes // J. Amer. Chem. Soc. 1960. 82. P. 3737.

33. Гурская Г.В. Структура аминокислот. M.: Наука, 1966. 159с.

34. McMeekin "The solubility of biological compounds" in Solutions and Solubilites, Pt.l, ed. by Dack M.R.J., Wiley-interscience, New York, 1975. P. 443.

35. Nozaki Y., Tanford C. The solubility of amino acids and related compounds in aqueous ethelene glycol solutions // J. Biol. Chem. 1965. V. 240. № 9. P. 35693573.

36. Stumpf P.K., Conn E.E. The Biochemistry of Plants A Comprehensive treatise. Vol. 5. Amino acids and derivatives, ed. B.J.Miflin.

37. Jin X.Z., Chao K.-C. Solubility of four amino acids in water and four pairs of amino acids in their water solutions // J. Chem. Eng. Data 1992. V. 37. P. 199-203.

38. Carta R. Solubilities of L-cystine, L-tyrosine, L-leucine, and glycine in their water solutions // J. Chem. Eng. Data 1999. V. 44. P. 563-567.

39. Diaz E.L., Domalski E.S., Colbert J.C. // J. Chem. Thermodyn. 1992. V. 24. № 12. P. 1311-1318.

40. Conttineanu I., Marchidan D.I. The enthalpies of combustion and formation of D-alanine, L-alanine, DL-alanine and P-alanine // Rev. roum. Chim. 1984. V. 29. № 1. P. 43-48.

41. Kamaguchi A., Sato Т., Sakiyama M., Seki S. Enthalpies of combustion of organic compounds. 3. D-, L-, DL-alanine // Bull. Chem. Soc. Jpn. 1975. V. 48. № 12. P. 3749-3750.

42. Волков А.В. Стандартные энтальпии сгорания и образования кислород и азот-содержащих органических соединений: Дисс. канд. хим. наук. -Иваново, 1996. С. 104.

43. Badelin V.G., Kulikov O.V., Vatagin V.S., Utzig E., Zielenkiewicz A., Zielenkiewicz W., Krestov G.A. Physico-chemical properties of peptides and their solutions. Thermochim. Acta 1990. V. 169. P.81-93.

44. Makhatadze G.I., Privalov P.L. Hydration effects in protein unfolding. Biophys. Chem. 1994. V. 51. P. 291-309.

45. Биохимическая термодинамика: Пер. с англ./Под ред. М.Джоунса.-М.: Мир, 1982.-440 с.

46. Hedwig G.R., Hoiland Н. Thermodynamic properties of peptide solutions. Part 11. Partial molar isentropic pressure coefficients in aqueous solutions of some tripeptides that model protein side-chans // Biophys Chem. 1994. V. 49. P. 175181.

47. Hackel M., Hinz H.-J., Hedwig G.R. Tripeptides in aqueous solution: model compounds for the evaluation of the partial molar heat capacities of amino acid side-chains in proteins // Thermochim. Acta 1998. V. 308. P. 23-34.

48. Hedwig G.R. Partial molar heat capacities and volumes of aqueous solutions of some peptides that model side-chains of proteins // J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1993. V. 89. P. 2761-2768.

49. Schwitzer M.A., Hedwig G.R. Thermodynamic properties of peptide solutions. 16. Partial molar heat capacities and volumes of some tripeptides of sequence Gly-X-Gly in aqueous solution at 25 °C // J. Chem. Eng. Data 1998. V. 43. P. 477-481.

50. Booij M., Somsen G. Hydrophobicity of amino-acid molecules. Solvation of amino-acid hydrobromides in mixtures of water and N, N-dimethylformamide // J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1. 1982. V. 78. P. 2851-2860.

51. Chalikian T.V., Sarvazyan A.P., Funck Т., Breslauer K.J. Partial molar volumes, expansibilities, and compressibilities of oligoglycines in aqueous solutions at 18-55 °C. Biopolymers 1994b. V. 34. P. 541-553.

52. Куликов O.B., Баделин В.Г., Крестов Г.А. Особенности гидратации и межмолекулярных взаимодействий в растворах дипептидов // ЖФХ. 1991. Т. 65. № 9. С. 2389-2396.

53. Куликов О.В., Баделин В.Г., Крестов Г.А. Термодинамическое и спектроскопическое исследование межмолекулярной ассоциации в водных растворах дипептидов // Биофизика. 1991. Т. 36. Вып. 3. С. 394-398.

54. Spink С.Н., Wadso I. Thermochemistry of solutions of biochemical model compounds. 4. The partial molar heat capacities of some amino acids in aqueous solution // J. Chem. Thermodyn. 1975. V. 7. P. 561-572.

55. Barone G., Cacace P., Castronuovo G., Elia V. // J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1 1981. V. 77. P. 1569.

56. Savage J.J., Wood R.H. // J. Solution Chem. 1976. V. 5. P. 733.

57. Okamoto B.Y., Wood R.H., Thompson P.T. // J. Chem. Soc., Faraday Trans. I 1978. V. 74. P. 1990.

58. Орлов И.Г., Маркин B.C., Моисеев Ю.В., Хургин Ю.И. Влияние неэлектролитов на инфракрасный спектр воды // Журн. струтурн. химии 1966. Т. 7. С. 796-798.

59. Alagona G., Chio C., Kollman P.A. // J. Mol. Structr. (Theochem) 1988. V. 166. P. 385.

60. Kokpol S.V., Doungdee P.B., Hannongbua S.V., Rode B.M., Limtrakul J.P. Ab-initio study of the hydration of the glycine zwitterion // J. Chem. Soc., Faraday Trans. 2, 1988. V. 84. № 11. P. 1789-1792.

61. Kameda Y. //Bull. Chem. Soc. Jap. 1994. V. 67. JVb 12. P. 3159.

62. Kameda Y. // KEK Progr. Rept. 1995. V. 94. № 3. P. 89.

63. Ide М., Maeda Y., Kitano Н. Effect of hydrophobicity of amino acids on the structure of water //J. Phys. Chem. B. 1997 V. 101. P. 7022-7026.

64. Bagno A., Lovat G., Scrrance G., Lijubu W.J. Solvation of nonelectrolytes in water probed by 170 NMR relaxation of the solvent // J. Phys. Chem. 1993. V. 97. P. 4601-4607.

65. Hechte D., Tadesse F., Walters L. Correlating hydration shell structure with amino acid hydrophobicity // J. Am. Chem. Soc. 1993. V. 115. P. 3336-3337.

66. Marcus Y. "Ion solvation", Willey, N.-Y., 1985, 306 p.

67. Рабинович B.A., Хавин З.Я. Краткий химический справочник. Д.: Химия, 1978.

68. Терентьев В.А. Термодинамика водородной связи. Изд-во Саратовского ун-та, 1973.

69. Luck W.A.P. Spectroscopic studies concerning the structure and thermodynamic behaviour of H20, CH3OH and C2H5OH // Disc. Faraday. Soc. 1967. №43. P. 115-127.

70. Coburn W.C., Grunwald E. Infrared measurements of the association of ethanol in carbon tetrachloride // J. Am. Chem. Soc. 1958. V. 80. P. 1318-1322.

71. Крестов Г.А. Термодинамика ионных процессов в растворах. Л.: Химия, 1984. 272с.

72. Amey R.L. The extent of association in liquid dimethylsulfoxide // J. Phys. Chem. 1968. V. 72. № 9. P. 3358-3359.

73. Барановский В.И., Кукушкин Ю.Н., Панина H.C., Панин А.И. Электронная структура и донорные свойства диметилсульфоксида // Ж. неорг. химии. 1973. Т. 18. № 6. С. 1602-1607.

74. Martin D., Weise A., Niclas Н. Dimethylsulfoxide als losung-smittel // Angev. Chem. Int. 1967. V. 79. № 8. P. 340-357.

75. Sim G. A molecular structure of dimethylsulfoxide // Ann. Rev. Phys. Chem. 1967. V. 18. P. 69-75.

76. Рейнхарт К. Растворители и эффекты среды в органической химии. Пер. с англ. М.: Мир. 1991. 763с.

77. Ли Ен Зо, Зайченко Л.П., Амбразон А.А., Проскуряков В.А., Славин А.А. Исследование водородных связей амидов // ЖОХ. 1984. Т. 54. № 2. С. 254259.

78. Konrat R., Sterk Н. С NMR relaxation and molecular dynamics. Overall movement and internal rotation of methyl group in N,N-Dimethylformamide // J. Phys. Chem. 1990. V. 94. P. 129.

79. Шахпаронов М.И. Методы исследования теплового движения молекул и строения жидкостей. Изд-во. М.: МГУ 1963. 282с.

80. Бушуев Ю.Г., Давлетбаева С.В. Структурные свойства жидкого ацетона// Известия АН. Серия химическая 1999. № 1. С. 25-34.

81. Бочарова В.М., Розенберг Ю.И. К вопросу о расположении протонных пар в молекуле 1,4-диоксана // Известия вузов СССР. Серия физическая 1970. № 10. С. 150-151.

82. Илиел Э. Конформационный анализ. М.: Мир, 1969.

83. Домбровский А.В. Молекулярные соединения диоксана // Успехи химии 1961. Т. 30. № 12. С. 1453-1461.

84. Пчелкин В.Н., Торяник А.И. Исследование методом Монте-Карло гидратации 1,4-диоксана в конформациях "кресло" и "ванна" // ЖОХ. 1991. Т. 32. № 2. С. 88-97.

85. Дениш И. Титрование в неводных средах. Пер. с англ. / Под ред. И.П.Белецкой. -М.: Мир, 1971. 414с.

86. Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т. Органическая химия. М.: Высш. шк. 1973. 623с.

87. Knosinger Е., Leutfbof D., Wittenbeck R. 11 J. Mol. Struct. 1980. V. 60. P. 115.

88. Figeys H.P., Gerling P. Ab initio and localized molecular orbital studies of the integrated intensities of infrared absorbtion bands of polyatomic molecules // J. Chem. Soc. Faraday Trans. P.2. 1981. V. 77. № 5. P. 721.

89. Nagata I., Tamura K. // Thermochim. Acta 1984. V. 77. P. 281.

90. Безруков О.Ф., Вукс М.Ф., Факанов В.П. Тепловое движение молекул и молекулярное взаимодействие в жидкостях и растворов. Самарканд, 1969. С. 302.

91. Шахпаронов М.И. Введение в современную теорию растворов. М.: Высш. шк. 1976. 296с.

92. Kovacs Н., Laaksonen A. Molecular dynamics simulation and NMR study of water-acetonitrile mixtures // J. Am. Chem. Soc. 1991. V. 113. № 15. P. 55965605.

93. Паркер А.Дж. Влияние сольватации на свойства анионов в диполярных апротонных растворителях // Успехи химии 1963. Т. 32. № 10. С. 1270-1295.

94. Гордон А., Форд Р. Спутник химика. М.: Мир, 1976, 243с.

95. Liu Q., Ни X., Lin R., Sang W., Li S. Limiting partial molar volumes of glycine, L-alanine, and L-serine in ethylene glycol+water mixtures at 298.15 К // J. Chem. Eng. Data 2001. V. 46. P. 522-525.

96. Rohdewald P., Moldner M. // J. Phys. Chem. 1973. V. 77. P. 373.

97. Sijpkes A.H., Somsen G. Enthalpies of interaction of N-acetyl amides of sarcosine and N-methyl-L-alanine dissolved in N,N-dimethylformamide at 25 °C // J. Solution Chem. 1991. V. 20. № 4. P. 445-453.

98. Ren X., Hu X., Lin R., Zong H. Apparent molar volumes of L-glycine, L-alanine, and L-serine in water+dimethylformamide mixtures at 298.15 К // J. Chem. Eng. Data 1998. V. 43. P. 700-702.

99. Bass S.J., Nathan W.I., Meighan R.M., Cole R.H. Dielectric properties of alkyl amides. 2. Liquid dielectric constant and loss // J. Phys. Chem. 1964. V. 68. P. 509-515.

100. Lin R., Ни X., Ren X. Homogeneous enthalpic interaction of amino acids in DMF-H20 mixed solvents // Thermochim. Acta 2000. V. 352-353. P. 31-37.

101. Petersen R.C. Interactions in the binary liquid system N, N-dimethylacetamide-water: viscosity and density // J. Phys. Chem. 1960. V. 64. P. 184.

102. Piekarski H. Enthalpic pair interaction coefficients of Nal-non-electrolyte in DMF solution at 25 °C // J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1 1988. V. 84. P. 591-599.

103. Григорян K.P., Маркарян P.C., Арутюнян P.C. Физико-химическое исследование водных растворов некоторых аминокислот в присутствии диметилсульфоксида // Армян, химич. журн. 1989. Т. 42. № 9. С. 547-550.

104. Куликов О.В., Баделин В.Г., Крестов Г.А. Термодинамическое и спектроскопическое исследование комплексообразования дипептидов сдиметилсульфоксидом в их водных растворах // Биофизика 1993. Т. 38. вып. 2. С. 213-221.

105. Куликов О.В., Баделин В.Г., Крестов Г.А. Температурные зависимости теплоемкостных и объемных характеристик растворов дипептидов в смеси вода-диметилсульфоксид // Изв. акад. наук. Серия химич. 1992. № 4. С. 805812.

106. Castronuovo G., Elia V., Postiglione С., Velleca F. Interactions of aminoacids in concentrated aqueous solutions of urea or ethanol. Implications for the mechanism of protein denaturation // Thermochim. Acta 1999. V. 339. P. 11-19.

107. Banipal T.S., Singh G. Densities and partial molar volumes of some amino acids and diglycine in aqueous и-propanol solutions at 25 °C // J. Solution Chem. 2003. V. 32. №> 11. P. 997-1015.

108. Fioroni M., Diaz M.D., Burger K., Berger S. Solvation phenomena of a tetrapeptide in water/trifluoroethanol and water/ethanol mixtures: A diffusion NMR, intermolecular NOE, and molecular dynamics study // J. Am. Chem. Soc. 2002. V. 124. P. 7737-7744.

109. Цурко E.H., Шихова T.M., Бондарев H.B., Денисенко Н.В. // Вестн. Харьк. нац. ун-та. Хим. науки. 1999. № 454. Вып. 4(27). С. 163,

110. Цурко Е.Н., Шихова Т.М., Бондарев Н.В., Самарская О.В. Термодинамические функции диссоциации валина в системе вода-метанол при 278,15-318,15 К. // ЖФХ. 2002. Т. 76. № 8. С. 1418-1423.

111. Цурко Е.Н., Бондарев Н.В., Шихова Т.М., Попенко Е.Н. Термодинамические функции диссоциации и сольватации а-аланина в смешанном растворителе пропан-2-ол-вода//ЖФХ. 2003. Т. 77. С. 1790-1796.

112. Chattopadhyay А.К., Lahiri S.C. Studies on the solvation of amino acids in ethanol and water mixtures // Electrochim. Acta. 1982. V. 27. № 2. P. 269-272.

113. Kwan-Kit Mui, McBryde W.A.E. // Can. J. Chem. 1974. V. 52. № 10. P. 1821.

114. Li N.C., White J.M., Joest R.S. Some metal complexes of glycine and valine // J. Amer. Chem. Soc. 1956. V. 78. P. 5218-5222.

115. Харнед Г., Оуэн Б. Физическая химия растворов электролитов. М.: Изд-во иностр. лит., 1952. 628с.

116. Bates R.G. //J. Electroanal. Chem. 1971. V. 29. P. 1.

117. Нищенков A.B., Шарнин В.А., Шорманов В.А., Крестов Г.А. // ЖФХ. 1990. Т. 64. № 1.С. 114.

118. Курицын JI.B., Калинина Н.В., Хрипкова JI.H. Диссоциация глицина, L-серина и DL-лейцина в системе изопропанол-вода // ЖФХ. 2000. Т. 74. № 9. С. 1721-1723.

119. Измайлов Н.А. Электрохимия растворов. Харьков: Изд-во Харьк. ун-та. 1959. 958с.

120. Zielenkiewicz W., Poznanski J. Partial molar volumes of hydrophobic compounds Insight into the solvation shell? // J. Solution Chem. 1998. V. 27. P. 245-254.

121. Курицын JI.B., Калинина H.B. Диссоциация DL-a-аланина, L-валина, DL-валина и DL-лейцина в растворителе вода-диоксан // ЖФХ. 1990. Т. 64. № 1. С. 119-123.

122. Курицын J1.B., Калинина Н.В. Диссоциация дипептидов в системе вода-диоксан //ЖФХ. 1996. Т. 70. № 2. С. 376-377.

123. Hvidt A., Westh P. Different views on the stability of protein conformations and hydrophobic effects // J. Solution Chem. 1998. V. 27. № 5. P. 395-402.

124. Gao H., Ни X., Lin R. Thermodynamics of dissociation of glycine in aqueous ethanol and urea solutions // Thermochim. Acta 2000. V. 346. P. 1-7.

125. Spink C.H., Auker M. Entropies of transfer of amino acids from water to aqueous ethanol solutions // J. Phys. Chem. 1970. V. 74. P. 1742-1747.

126. Palecz B. The enthalpies of interaction of glycine with some alkan-l-ols in aqueous solutions at 298,15 К // Fluid Phase Equilibria 1996. V. 126. P. 299-303.

127. Savage J.J., Wood R.H. //J. Solution Chem. 1976. V. 5. P. 733-739.

128. Piekarski H. // Wiadomosci Chemiczne 1993. V. 47. P. 129-153.

129. Абросимов B.K., Чумакова P.B. Термодинамика водных растворов углеводов. Моно- и дисахариды. В кн. Биологически активные вещества врастворах. Структура, термодинамика и реакционная способность под ред. Кутепова A.M. М.: Наука, 2001. С. 47-109.

130. Banipal T.S., Sehgal G. Partial molal adaiabatic compressibilities of transfer of some amino acids and peptides from water to aqueous sodium chloride and aqueous glucose solutions // Thermochim. Acta 1995. V. 262. P. 175-183.

131. Bhat R., Kishore N., Ahluwalia J.C. Thermodynamic studies of transfer of some amino acids and peptides from water to aqueous glucose and sucrose solutions at 298,15 К // J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1 1988. V. 84. № 8. P. 2651-2665.

132. Lou Y., Lin R. Enthalpy of transfer of amino acids from water to aqueous glucose solutions at 298.15 К // Thermochim. Acta 1998. V. 316. P. 145-148.

133. Li S., Ни X., Lin R., Zong H. Enthalpic interaction of glycine in aqueous glucose and sucrose solutions at 298.15 К // Thermochim. Acta 1999. V. 342. P. 16.

134. Rodante F., Catalani G. Thermodynamics of proton transfer processes of standard a-amino acids compared with the same processes in the gaseous phase // Thermochim. Acta 1994. V. 243. № 1. P. 1-16.

135. Rodante F., Catalani G. Calorimetric study of proton transfer processes of some dipeptides in water compared with the same processes in the gaseous phase // Thermochim. Acta 1995. V. 255. P. 93-107.

136. Rodante F., Fantauzzi F. Thermochim. Acta 1989. V. 154. P. 279.

137. Rodante F., Fantauzzi F., Catalani G. Thermodynamics of dipeptides in water. V. Calorimetric determination of enthalpy change values related to proton transfer processes of a series of dipeptides in water // Thermochim. Acta 1997. V. 296. P. 15-22.

138. Naidoo V.B., Sankar M. Thermodynamic Constants of Glycyl Peptides: Solvation and Buffers for the Physiological pH Range // J. Solution Chem. 1998. V. 27. № 6. P. 553-567.

139. Васильев В.П., Кочергина Jl.А., ГорболетоваГ.Г., Попова О.Н. Тепловые эффекты диссоциации глицил-у-аминомасляной кислоты // ЖФХ. 1997. Т. 71. №9. С. 1586.

140. Васильев В.П., Кочергина Л.А., Гаравин В.Ю. Влияние температуры и солевого фона на термодинамические характеристики кислотно-основного взаимодействия в растворах изомеров аланина // ЖОХ. 1992. Т. 62. № 1. С. 213-218.

141. Васильев В.П., Кочергина Л.А., Крутова О.Н. Термохимическое исследование реакций кислотно-основного взаимодействия в водном растворе р-аланил-р-аланина // Изв. вузов. Хим. и хим. технол. 2003. Т. 46. Вып. 6. С. 69-72.

142. Васильев В.П., Кочергина Л.А., Крутова О.Н. Термодинамические параметры ступенчатой диссоциации БЬ-а-аланил-ОЬ-валина в водном растворе // ЖФХ. 2003. Т. 77. № 12. С. 2145-2148.

143. Bhattacharya M.M., Sengupta M. Ion-solvent interaction of amino acid. 4. Apparent molal volumes of amino acids in neutral, acidic and alkaline media at different temperatures // J. Indian. Chem. Soc. V. L12. 1985. P. 959-964.

144. Lepori L., Mollica V. HZ. Phys. Chem. 1980. V. 123. P. 51.

145. Pradhan A.A., Vera J.H. Effect of acids and bases on the solubility of amino acids // Fluid Phase Equilibria 1998. V. 152. P. 121-132.

146. Bastos M., Bai G., Qvarnstrom E., Wadso I. A new dissolution microcalorimeter: calibration and test // Thermochim. Acta 2003. V. 405. P. 2130.

147. Wadso I. Needs for standards in isothermal microcalorimetry // Thermochim. Acta 2000. V. 347. P.73-77.

148. Weast R.C. // Handbook of Chemisry and Physics. 51 st.ed. (The Chemical Rubber Co., Ohio, 1971).

149. Kell G.S. // J. Chem. Eng. Data. 1967. V. 12. P. 66.

150. Wadso I. The LKB instrument journal. 1966. V. 13. P.33-39.

151. Parker V.B. Thermal properties of aqueous uni-univalent electrolytes // Washington. Ed. NSRDS-NBS 2, 1965. P.66.

152. Спиридонов В.П., Лопаткин А.А. Математическая обработка физико-химических данных. М.: МГУ, 1970. 221с.

153. Вайсберг А., Проскауэр Э., Риддик Дж., Тупс Э. Органические растворители. -М.: Изд-во иностр. лит-ры, 1958. 518 с.

154. Климова В. А. Основные микрометоды анализа органических соединений. М.: Химия, 1967. 208 с.

155. Lu Y., Xie W., Lu Z., Wang H.L. // Thermochim. Acta 1995. V. 256. P. 261.

156. Palecz В., Taniewska-Osinska S. Enthalpies of solution of glycine in solutions of aqueous ureas at 298.15 К // Thermochim. Acta 1990. V. 173. P. 295299.

157. Kresheck G.C., Benjamin L. Calorimetric studies of the hydrophobic nature of several protein constituents and ovalbumin in water and in aqueous urea // J. Phys. Chem. 1964. V. 68. № 9. P. 2476-2486.

158. Abu-Hamdlyyah M., Shehabuddin A. Transfer enthalpies and entropies of amino acids from water to urea solutions // J. Chem. Eng. Data 1982 V. 27. P. 7476.

159. Nowicka В., Piekarski H. Calorimetric studies of interactions between simple peptides and electrolytes in water at 298,15 К // J. Mol. Liquids 2002. V. 95. P. 323-328.

160. Palecz B. Thermochemical properties ofL-a-amino acids in electrolyte-water mixtures // Fluid Phase Equilibria 2000. V. 167. P. 253-261.

161. Kresheck G.C., Schneider H., Scheraga H.A. The effect of D20 on the thermal stability of proteins. Thermodynamic parameters for the transfer of model compounds from H20 to D20 // J. Phys. Chem. 1965. V. 69. P. 3132-3144.

162. Matsumoto M., Amaya K. Heats of solution of crystalline optically active and racemic aminoacids in water // Chem. Lett. 1978. V. LP. 87-93.

163. Prasad K.P., Ahluwalia J.C. // J. Solution Chem. 1976. V. 5. P. 491-495.

164. Kulikov O.V., Zielenkiewicz A., Zielenkiewicz W., Badelin V.G., Krestov G.A. Excess enthalpies of aqueous solutions of small peptides at 25 °C // J. Solution Chem. V. 22. № 1. 1993. P. 59-75.

165. Humphrey R.S., Hedwig G.R., Watson I.D., Malcolm G.N. // J. Chem. Thermodyn. 1980. V. 12. P. 595.

166. Duke S.H., Hedwig G.R., Watson I.D. Relative partial molar enthalpies and apparent molar volumes of dipeptides in aqueous solution // J. Solution Chem. 1981. V. 10. №5. P. 321-331.

167. Palecz B. Enthalpies of solution and dilution of some L-a-amino acids in water 298,15 К // J. Thermal Analysis 1998. V. 54. P. 257-263.

168. De Kruif C.G., Voogd J., Offringa J.C.A. Enthalpies of sublimation and vapour pressures of 14 amino acids and peptides // J. Chem. Thermodyn. 1979. V. 11. №7. P. 651-656.

169. Бретшнайдер С. Свойства газов и жидкостей. M.-JL: Химия, 1966. Гл.У. С. 162-195.

170. Арнаутова Е.А., Захарова М.В., Пивина Т.С., Смоленский Е.А., Сухачев Д.В., Щербухин В.В. Методы расчета энтальпии сублимации органических молекулярных кристаллов // Изв. АН. Серия химич. 1996. № 12. С. 2872-2881.

171. Sabbah R., Laffitte М. // Bull. Soc. Chim. France. 1978. V. 1. № 1-2. P. 5052.

172. Svec H.J., Clyde D.D. Vapor pressures of some a-amino acids // J. Chem. Eng. Data. 1965. V. 10. №2. P. 151-152.

173. Лебедев Ю.А., Мирошниченко E.A. Термохимия парообразования органических веществ. М.: Наука, 1981.- 216с.

174. Reis J.C.R., Blandamer M.J., Davis M.I., Douheret G. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2001. V. 3.P. 1465-1470.

175. Lilley Т.Н. In: Chemistry and biochemistry of the amino acids. / Ed. By G.C.Barrett. London-N.Y.: Chapman and Hall, 1985. P. 591-624.

176. Кузьмин B.C., Кацер С.Б. Расчет ван-дер-ваальсовых объемов органических молекул // Изв. АН. Сер. химич. 1992. № 4. С. 922-931.

177. Биологически активные вещества в растворах: структура, термодинамика, реакционная способность. (Под ред. А.М.Кутепова). М.: Наука, 2001.-403с.

178. Palecz В., Piekarski Н., Romanowski S. Studies on homogeneous interactions between zwitterions of several L-a-amino acids in water at temperature of 298,15 К // J. Mol. Liquids. 2000. V. 84. P. 279-288.

179. Левчук B.H., Шейхет И.И., Симкин Б.Я. Моделирование методом Монте-Карло органических неэлектролитов в воде и тетрахлорметане. Новые данные по термодинамике растворения // Ж. структурн. химии. 1991. Т. 32. № 5. С. 57-68.

180. Гордон Дж. Органическая химия растворов электролитов. М.: Мир, 1979.-712с.

181. Афанасьев В.Н., Тюнина Е.Ю., Рябова В.В. Гидратация L-треонина и N-ацетил-Ь-треониламида в растворах // ЖФХ. 2003. Т. 77. № 7. С. 1192-1197.

182. Афанасьев В.Н., Тюнина Е.Ю., Рябова В.В. Адиабатическая сжимаемость и некоторые особенности гидратации дипептидов в растворах // ЖФХ. 2004. Т. 78. № 6. С. 1045-1049.

183. Mishra А. К., Ahluwalia J. С. // Intern. J. Peptide Protein Res. 1983. V. 21. P. 322.

184. Shiraki K., Nishikawa K., Goto Y.// J. Mol. Biol. 1995. V. 245. P. 180.

185. Westh P., Koga Y. Intermolecular interactions of lysozyme and small alcohols: a calorimetric investigation // J. Phys. Chem. В 1997. V. 101. №29. P. 5755-5788.

186. Смирнов В.И., Баделин В.Г. Энтальпии растворения глицина в смесях и-пропанол-вода и мзо-пропанол-вода при 298,15 К // ЖФХ. 2003. Т.77. № 5. С. 1-4.

187. Lama R.F., Lu B.C.-Y., // J. Chem. Eng. Data 1965. V. 10. P. 216.

188. Белоусов В.П. Теплоты смешения жидкостей. 1. Устройство калориметра и определение теплот смешения н-пропилового спирта и воды Н Вестн. ЛГУ 1961. №4. С. 144-148.

189. Кесслер Ю.М., Зайцев A.JI. Сольфобные эффекты. Л.г Химия, 1989. 312с.

190. Romero С.М., Moreno Е., Rojas J.L. Apparent molal volumes and viscosities of DL-a-alanine in water-alcohol mixtures // Thermochim. Acta 1999. V. 328. P. 33-38.

191. Mishra A.K., Ahluwalia J.C. // J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1 1981. V. 77. P. 1469.

192. Gurney R. W. Ionic Process in Solution, V. 3 (McGraw Hill, New York, 1953), Chap. 1.

193. McMillan W.G., Mayer J.E. The statistical thermodynamics of multicomponent system // J. Chem. Phys. 1945. V. 13. № 7. P. 276-305.

194. Kozak J. J., Knight W., Kauzmann W. // J. Chem. Phys. 1968. V. 68. P. 675.

195. Friedman H. L., Krishnan С. V. In: Water, a comprehensive treatise, Vol. 3 F. Franks, Ed. (Plenum Press, New York, 1973), Chap. 1.

196. Franks F, Pedley M., Reid D. S. // J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1. 1976. V. 72. P. 359.

197. Wood R.H., Lilley Т.Н., Thompson P.T. // J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1. 1978. V. 74. P. 1301-1323.

198. Stewart J.J.P. // J. Comput. Chem. 1989. V. 10. P. 209-220.

199. Смирнов В.И., Баделин В.Г. Особенности сольватации глицина и его олигомеров в смешанном растворителе вода-ацетонитрил при 298,15 К. // ЖФХ. 2005. Т. 79. (в печати).

200. Смирнов В.И., Баделин В.Г., Межевой И.Н. Термохимия растворения глицина в смесях вода-ацетон и вода-1,4-диоксан при 298,15 К. // Изв. вузов. Хим. и хим. технол. 2003. Т. 46. Вып. 1. С. 90-93.

201. Смирнов В.И., Баделин В.Г. Термохимия растворения глицина, глицил-глицина и диглицил-глицина в смешанном растворителе вода-диметилсульфоксид при 298,15 К. //Биофизика 2004. Т. 49. №3. С. 395-398.

202. Смирнов В.И., Межевой И.Н., Баделин В.Г. Термохимия растворения DL-a-аланина в смесях вода-ацетон и вода-1,4-диоксан при 298,15 К. // Изв. вузов. Хим. и хим. технол. 2004. Т. 47. Вып. 8. С. 38-41.

203. Смирнов В.И., Межевой И.Н., Баделин В.Г. Энтальпии растворения DL-a-аланина в смесях воды-спирты при 298.15 К // ЖФХ. Т. 78. № 2. С. 280283.

204. Mayer U., Gerger W., Gutmann V. // Monath. Chem. 1977. V. 108. P. 489498.

205. Белоусов В.П., Макарова H.JI. // Вестн. ЛГУ 1970. № 22.

206. Vierk A.-L. HZ. Anorg. Chem. 1950. V. 261. P. 283.

207. Cowie J.M., Toporovski P.M. Association in the binary liquid system dimethyl sylphoxide-water 11 Canad. J. Chem. 1961. V. 39. P.2240-2244.

208. Kawaizumi F., Otake Т., Nomura H et al. // Nippon Kagaku Kaishi 1972. № 10. P. 1773.

209. Рабинович И.Б., Цветкова В.Г., Кипарисова Е.Г. Тезисы докладов на третьем симпозиуме по физико-химическому анализу жидких систем. Рига. 1969.

210. Королев В.П., Батов Д.В., Вандышев В.Н. // В сб. науч. трудов. Термодинамика растворов неэлектролитов. Иваново. ИХНР РАН. 1989. С. 13-20.

211. Paulson J.C. // The Receptors / Eds. P.M.Conn. Acad. Press, 1985. V. 2. P. 131.

212. Баделин В.Г., Смирнов В.И., Межевой И.Н. Зависимость энтальпий гидратации аминокислот и олигопептидов от их молекулярной структуры // Ж. физ. химии. 2002. Т. 76. № 7. С. 1299-1302.

213. Межевой И.Н., Парфенюк Е.В., Баделин В.Г. Калориметрическое исследование взаимодействий между аминокислотами и сахаридами в воде при 298,15 К // Биофизика. 2003. Т. 48. Вып. 4. С. 585-588.

214. Wegrzyn T.F., Hedwig G.R. Excess enthalpies of aqueous solutions of (urea+one of four dipeptides) // J. Chem. Thermodyn. 1984. V. 16. № 9. P. 843850.

215. Galema S.A., Hoiland H. Stereochemical aspects of hydration of carbohydrates in aqueous solutions. 3. Density and ultrasound measurements // J. Phys. Chem. 1991. V. 95. № 13. P. 5321-5326.

216. Banipal P.K., Banipal T.S., Lark B.S., Ahluwalia J.C. Partial molar heat capacities and volumes of some mono-, di- and tri-saccharides in water at 298.15, 308.15 and 318.15 К//J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1997. V. 93. № 1. P. 81-87.

217. Goto S., Isemura T. Studies of the hydration and the structure of water and their roles in protein structure. 4. The hydration of amino acids and oligopeptides // Bull. Chem. Soc. Jpn. 1964. V. 37. № 11. P. 1697-1701.

218. Engelsen S.B., C.H. du Penhoat, Perez S. Molecular relaxation of sucrose in aqueous solution: how a nanosecond molecular dynamics simulation helps to reconcile NMR data // J. Phys. Chem. 1995. V. 99. № 36 P. 13334-13351.

219. Межевой И.Н., Зеленкевич В., Вшелака-Рылик М., Парфенюк Е.В., Баделин В.Г. Теплоты взаимодействия D-мальтозы и сахарозы с ди- и трипептидами в водных растворах И ЖФХ. 2004. Т. 78. № 6. С. 1140-1143.

220. Васильев В.П., Бородин В.А., Козловский Е.В. // Применение ЭВМ в химико-аналитических расчетах. М.: Высшая школа, 1993. С. 111.

221. Васильев В.П. Термодинамические свойства растворов электролитов. М.: Высшая школа, 1982. С. 317.

222. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. М.: Химия. 1989. 448с.

223. Коттон Ф., Уилкинсон Дж. Современная неорганическая химия. М.: Мир, 1969. С. 487.

224. Ingri N. Equilibrium studies of polyanions. 11. Polyborates in 3.0 M Na(Br), 3.0 M Li(Br) and 3.0 M K(Br), a comparison with data obtained in 3.0 M Na(C104) //Acta. Chem. Scand. 1963. Vol. 17. P.581-589.

225. Васильев В.П., Кочергина Jl.A. Термохимия диссоциация глицина в солевых растворах // ЖОХ. 1979. Т. 49. Вып. 9. С. 2042-2047.

226. Кочергина Л.А. Термодинамические характеристики некоторых реакций кислотно-основного взаимодействия в водном растворе. Диссерт. на соиск. уч. степ. канд. хим. наук. Иваново., 1967. 141 с.

227. Barres М., Redoute J.-P., Romanetti R. et al. Calorimetrie des complexes solution // C. R. Acad. Sc. Paris. 1973. Vol. 276. P. 363-366.

228. Душина С.А. Термодинамика кислотно-основных равновесий в водных растворах ортофосфорной и 1-амино-3-(Ы-глицин) пропилиден-1,1-дифосфоновой кислот. Диссерт. На соиск. уч. степ. канд. хим. наук. Иваново., 1994. 71 с.

229. Баделин В.Г., Тарасова Г.Н., Межевой И.Н., Козловский Е.В., Катровцева A.B. Энтальпии растворения глицина при различных значениях pH // ЖОХ. 2003. Т. 73. вып. 7. С. 1090-1093.