文档介绍：山东大学
博士学位论文
水与氨基酸分子相互作用的中子散射和拉曼散射研究
姓名:张鹏
申请学位级别:博士
专业:凝聚态物理
指导教师:韩圣浩;李济晨
20060410
论文摘要特的性质对于完成每个生物有机体的功能都具有重要的作用。尽管人们对于水的性质及热力学行为的研究模型,尤其是用于预测其在经过结构简单迭加而衍生的生物体系每个氨基酸都有一个氨基和羧基官能团。各种氨基酸的区别在于其侧链牟同。在气相中,氨基酸大多以中性形式存在,而在溶液或固态中它们以两性离子。.男问酱嬖凇Mü胫芪У姆肿右郧饧岷希被岱肿釉谏锝激发波长是4虻窖返募す夤β实陀并且光谱捕获时间为搿K的实验均在室温下进行。水是生命之源。虽然从其化学式来看,水无疑是一种简单的化合物,然而,其独已经有过大量的研究,我们至今仍不能全部理解其独有的特性。英国曼彻斯特大学李济晨教授等人利用中子散射技术观测到冰的两种氢键的存在,此发现揭开了冰的研究领域的新篇章。重要的是,水分子在细胞环境中的行为看起来与在体水中有所不同。中子散射是研究含氢化合物的理想实验手段,因此,在过去的年中,中子散射也成为研究水的有利工具。本文的所做的研究试图利用中子散射和拉曼散射探讨水分子与生物分子特别是氨基酸在分子水平上的相互作用。这项研究证明水分子在直接接触生物分子后具有与体水不同的动力学行为。非弹中子散射是种极好的实验手段,可广泛应用于分子及结构生物学。氨基酸是最重要的生物体系之一。它被广泛用作蛋白质和缩氨酸在溶液中的状态的性质方面应用广泛。水与不同蛋白质官能团之间的相互作用使得蛋白质在溶液中保持稳定的折叠结构。由于蛋白质大分子的复杂结构,直接研究其与水分子的相互作用十分困难。因为氨基酸是蛋白质的基本结构单元,所以研究氨基酸一水分子的相互作用可以模拟蛋白质的某些特殊性质。在对生物化学制备的工业过程进行优化设计时,氨基酸在水溶液中的物理性质起着重要的作用。质中以相当稳定的两性离子状态存在。拉曼设备是空问光谱分辨率为⒚椎淖贤庖唤焱夤步瓜晕ⅰ⒍嗟滥?槭饺拉曼光谱仪,法国拉曼光谱公司,型号为J褂冻そ瓜晕物镜将激光束汇聚到样品表面并收集散射光线。在我们的实验中使用氩离子激光器,山东大学博:宦畚
作为最简单最基本的细胞原浆,氨基酸引起了光谱学家的浓厚兴趣。在这篇文章附到氨基酸的实验及理论的动力学研究有很多。在低的能量转移范围,通过中子散射性非相干中子散射可用于振动谱的研究,其能量范围与红外和拉曼光谱相同。然而,—耐淝屠煺穸的分辨率比中子散射高。因此,我们将两种实验结合起来以互相补充。了干燥过的甘氨酸⒐劝彼岚、苏氨酸腚摩尔浓度水的湿样的振动谱,通过对振动谱比较研究发现,丝氨酸、脯氨酸等较上述其它氨基酸的具有更强的亲水性。这是首次用中子散射手段研究了不同氨基酸的从干样到湿样的吸水特性。通过比较发现,在甘氨酸、谷氨酸胺、苏氨酸、半胱氨酸结构中皆存在相对较强的氢键,然而唯独丝氨酸、脯氨酸中的氢键强度相对较弱。在极化水的参与下,原来较弱的氢键被打破并重新组合形成较强的氢键,从而很好的解释了某些氨基酸具有吸水特性的现象。对一些有代表性的氨基酸含水状态的深入研究使我关键词:中子散射实验使用的是英国卢瑟福实验室散裂中子源的滓恰N露低于是间接几何飞行时问光谱仪。其理想的能谱范围在。—话阍诘陀。的范内有最佳结果。其分辨率由很多影响因子决定,实际效果一般为能量转移的ァ中,我们用拉曼光谱和中子散射实验研究了水分子与氨基酸的相互作用。对水分子吸观察到的谱带饕J乔獾脑硕主要是水和氨基酸或水分子之间的氢键作用。非弹水是生命存在的介质,研究水和氨基酸的相互作用具有很重要的意义。我们得到氨酸、丝氨酸、脯氨酸妊泛头直鸺尤氩煌壤们能更好的理解氨基酸与水环境的相互作用。水氨基酸氢键非弹性中子散射拉曼散射山东大学博士学位论文
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论文作者签名:嗡导师签名牡论文作者签名:迎咝原创性声明关于学位论文使用授权的声明籺·妒附件一:本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。日期:本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅;本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。C苈畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑.
第一章生命之水自然界中的水为什么说水的研究十分重要J裁此难