Хроматография, масс-спектрометрия и молекулярно-статистические расчеты адсорбции аминокислот и их производных на углеродных сорбентах

• Автор: Кузнецова, Елена Сергеевна
• Шифр специальности: 05.11.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 199 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. МОЛЕКУЛЯРНО-СТАТИСТИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АДСОРБЦИИ

1.2. УГЛЕРОДНЫЕ СОРБЕНТЫ: ПОРИСТАЯ СТРУКТУРА И ХИМИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ПОВЕРХНОСТИ

1.3. РОЛЬ ВОДОРОДНОЙ СВЯЗИ В СТРУКТУРЕ и МЕЖМОЛЕКУЛЯРНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯХ АМИНОКИСЛОТ, ОЛИГОПЕПТИДОВ И БЕЖОВ

1.4. ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ АМИНОКИСЛОТ, ОЛИГОПЕПТИДОВ И БЕЖОВ

1.4.1. ГХ (ГЖХ), ТСХ, электрофорез в исследовании аминокислот, пептидов и белков

1.4.2. ВЭЖХанализ аминокислот, их производных и белков

1.4.3. Пористый графитированный углерод в методе ВЭЖХ

1.5. МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В ИССЛЕДОВАНИИ
АМИНОКИСЛОТ И ПЕПТИДОВ
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. ИССЛЕДУЕМЫЕ ВЕЩЕСТВА
2.2. РЕАГЕНТЫ И ОБОРУДОВАНИЕ
2.3. ИССЛЕДОВАНИЕ АМИНОКИСЛОТ МЕТОДОМ ОФ ВЭЖХ
2.4. МЕТОД МАЛДИ ПРИ АНАЛИЗЕ АМИНОКИСЛОТ И
ПЕПТИДОВ
2. 5. МОЛЕКУЛЯРНО-СТАТИСТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО СТРОЕНИЯ, СТРУКТУРЫ И ВОДОРОДНОЙ СВЯЗИ АМИНОКИСЛОТ И ИХ ПРОИЗВОДНЫХ
НА ИХ АДСОРБЦИЮ НА ПОВЕРХНОСТИ ГТС
3.1.1. Влияние разных методов введения поправок в параметры А АП наТХА
3.1.2. Влияние структуры изомерных аминокислот на их адсорбцию
на поверхности ГТС
3.1.3. Роль внутримолекулярной связи в адсорбции аминокислот на поверхности ГТС
3.1.4. Влияние межмолекулярной водородной связи на адсорбцию димеров и ассоциатов аминокислот на ГТС
3.1.5. Влияние структуры ассоциатов аминокислот с ТФУ на их адсорбцию на поверхности ГТС
3.2. ЗАКОНОМЕРНОСТИ УДЕРЖИВАНИЯ АМИНОКИСЛОТ НА ПОРИСТОМ ГРАФИТИРОВАННОМ УГЛЕРОДЕ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ОФ ВЭЖХ
3.3. ВЛИЯНИЕ УДЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ И ХИМИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТИ УГЛЕРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ АНАЛИЗЕ АМИНОКИСЛОТ И ПЕПТИДОВ МЕТОДОМ МАЛДИ
3.3.1. Анализ аминокислот и пептидов в традиционном варианте проведения эксперимента методом МАЛДИ
3.3.2. Исследование аминокислот и пептидов методом ПАЛДИ на поверхности графитированных саж (ГТС ИПМ-16Э)
3.3.3. Исследование аминокислот и пептидов методом ПАЛДИ на поверхности неграфитированных саж (ПМ-75 и Vulcan XC-72R)
3.3.4. Сравнительный анализ масс-спектрометрического поведения аминокислот и пептидов на поверхности саж
3.3.5. Применение саж для анализа смесей аминокислот и пептидов методом ПАЛДИ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Аминокислоты, входят в состав пептидов, белков а также пептидных гормонов и- антибиотиков, участвуя в регуляции всех жизненных процессов организма. Свободные аминокислоты играют важную роль в метаболических процессах в организме человека и выполняют функцию биорегуляторов. Важную роль, во внутри- и межмолекулярных взаимодействиях аминокислот и олигопептидов, при стабилизации белковых молекул, в общем балансе нековалентных взаимодействий в биохимических системах играют водородные связи.
Аминокислоты - сложный объект исследований, так. как они мало летучи, имеют в структуре кислотные и основные группы, высокополярны и. обладают низкими коэффициентами поглощения в УФ области (за исключением ароматических аминокислот). В; связи, с этим при. проведении хроматографического анализа; этих, веществ, используют методы: пред- или; послеколоночной дериватизации. Вместе с тем по своему электронному и геометрическому строению производные значительно отличаются от исходных аминокислот. Кроме того, при идентификации аминокислот в различных биообъектах и определении пептидной последовательности белков во многих случаях оказывается необходимой информация о характеристиках удерживания свободных аминокислот.
В последнее десятилетие появился ряд работ, показывающих возможность разделения аминокислот, пептидов, гликопептидов, полипептидных антибиотиков методом ВЭЖХ с использованием пористого графитированного углерода Гиперкарба. Также, в настоящее время интенсивно развиваются исследования, связанные с применением углеродных сорбентов в их различных формах как эффективных материалов для масс-спектрометрии лазерной десорбции/ионизации. Показано, что широкий спектр веществ можно анализировать при использовании в качестве матрицы таких углеродных материалов, как. графит, углеродные волокна, активированный уголь

торсионного угла между амидами благодаря стерическому влиянию большого терминального заместителя. В работе [70] проанализированы водородные связи для димера формамида и его фторпроизводных, соответствующих таутометрическим формам, полученным как результат двойного превращения-протона N-H—О <-» N—H-O. Установлено, что формы NH—О энергетически менее устойчивы, чем ОН—N. Для разных димеров соответствующих форм энергии связи изменяются в интервале от 37 до 116 кДж/моль.
Рассмотрены межмолекулярные- водородные связи в димере глицина, получены длины межмолекулярных водородных связей О(Н)—0'[71]' В работе изучены структуры димеров глицина сопоставлением ИК-спектров, измеренных в каплях жидкого- гелия, и. результатов, рассчитанных методами молекулярной динамики и ab Initio: ИК-спектр показал, что структура димера1, глицина может иметь, по крайней мере, одну свободную ОН-группу, не вовлеченную, в. водородную связь. Сравнение результатов всех методов позволяет предположить,, что возможно- существование как классической циклической структуры димера, так, и предложенной новой' структуры «сэндвича». Энергетически разность между этими структурами, может находиться, в интервале от 28.8 до 0.4 кДж/моль. В работе [72] проведены теоретические и экспериментальные исследования димера уксусной кислоты, его поведениям воде и в растворе хлороформа. Энергия, энтропия и свободная энергия (298 К) димеризации составили 63 кДж/моль, 150 Дж/(К-моль) и 17 кДж/моль, соответственно. ИК-спектры, методы молекулярной' динамики и квантовохимические вычисления показали, что циклическая структура, димера уксусной кислоты стабильна в газовой фазе, не образуется в воде и возможно образование данной структуры в растворе хлороформа.
Используя спектроскопию фотонной диссоциации в работе [60] исследованы структуры протон-связанных гомодимеров пролина и глицина. Показано, что цвиттер - ионная структура димера пролина существует в форме