Естественные науки

Журнал фундаментальных
и
прикладных исследований

Теоретический анализ структуры и колебательных спектров КР аспарагиновой и глутаминовой аминокислот в воде при разных рН

2017. №3, Стр. 94-107

Тен Г.Н. - доктор физико-математических наук, доцент, Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского, Российская Федерация, 410012, г. Саратов, ул. Астраханская, 83, TenGN@yandex.ru

Щербакова Н.Е. - младший научный сотрудник, Российский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб», Российская Федерация, 410005, г. Саратов, ул. Университетская, 46, hainl@yandex.ru

Баранов В.И. - доктор физико-математических наук, профессор, Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН, Российская Федерация, 119991, г. Москва, ул. Косыгина, 19, baranov_50@mail.ru

Выполнен расчет спектров КР дикарбоновых аспарагиновой и глутаминовой аминокислот в водном растворе при разных рН, структура которых может иметь форму катиона (заряд = 1), аниона (заряд = -2) и цвиттер-иона с нулевым и отрицательным единичным зарядами. Для учета межмолекулярного взаимодействия молекул воды с молекулами аспарагиновой и глутаминовой аминокислот использовалась модель реактивного поля, позволяющая учесть влияние сил Ван-дер-Ваальса. Теоретические спектры КР Asp и Glu при низких и высоких значениях рН хорошо согласуются с экспериментальными спектрами, подтверждая существование дикарбоновых аминокислот в виде протонированных ионов СООНСНСНNНСООН, СООН(СН)СНNНСООН и анионов СООСНСНNНСОО, СОО(СН)СНNНСОО для Asp и Glu соответственно. Выполнена интерпретация колебательных спектров КР Asp и Glu в области 1800-750 см на основе анализа и сравнения интенсивностей линий КР и частот нормальных колебаний теоретических и экспериментальных спектров. Показано, что в области значений рН = 5-8 спектры КР Asp и Glu являются суперпозицией спектров двух структур - цвиттер-ионных форм с нулевым и отрицательным единичным зарядом. Для Asp вклад этих структур при рН = 7 составляет 65 и 35 % соответственно, а для Glu экспериментальный спектр, измеренный при рН = 7,5, является суперпозицией спектров таких же структур с приблизительно равным процентным содержанием.

Ключевые слова: аспарагиновая и глутаминовая аминокислоты, водный раствор, структура и спектры КР при разных значениях рН, расчёт, интерпретация, aspartic and glutamic amino acids, aqueous solution, structure and CD spectra at different pH values, calculation, interpreta

Читать