ОБЪЕМНЫЕ ЭФФЕКТЫ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ L-ЛИЗИНА С ПИРИДИНМОНОКАРБОНОВЫМИ КИСЛОТАМИ В ВОДЕ И БУФЕРНОМ РАСТВОРЕ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ
Прохорова Д.Р.(1,2), Тюнина Е.Ю.(2), Тарасова Г.Н.(2)
(1) Ивановский государственный университет
153025, г. Иваново, ул. Ермака, д. 39
(2) Институт химии растворов РАН
153045, г. Иваново, ул. Академическая, д. 1
Одной из фундаментальных задач физической и биологической химии является развитие физико-химических основ направленной доставки лекарственных средств. Использование аминокислот или пептидов в качестве объектов исследования обусловлено тем, что эти соединения содержат структурные элементы белков, обеспечивающие их активный транспорт в организме, что делает их удобной транспортной формой для переноса фармакофорных групп. В данной работе исследованы объемные свойства растворов оснόвной аминокислоты L‑лизина (Lys), как структурного мономера белка, и 2-, 3-, 4- изомеры пиридин-монокарбоновой кислоты (PyCOOH), как модели лекарственного средства.
Методом денсиметрии изучено взаимодействие Lys с изомерами PyCOOH в водном и буферном растворах при изменении температуры от 288.15 К до 313.15 К. Используя полученные данные по плотности, определены кажущиеся молярные объемы и предельные кажущиеся молярные объемы изомеров PyCOOH при бесконечном разбавлении и их производные по температуре в растворах, содержащих аминокислоту. В отличие от линейных концентрационных зависимостей кажущегося молярного объема для бинарных систем (PyCOOH+вода/буфер), для систем (PyCOOH+Lys+H2O/буфер) эти зависимости носят нелинейный характер, что предполагает образование молекулярного комплекса между растворенными веществами. Определены предельные кажущиеся молярные расширяемости и их производные по температуре. Значения (∂Voϕ/∂T)p= Eϕo возрастают в ряду NA → PA → INA в воде и понижаются PA → NA → INA в буфере. Отрицательные значения параметра Хеплера (∂2Voϕ/∂T2)p = (∂Eϕo/∂T)p для бинарных систем показывают, что структурно-разрушающее воздействие изомеров PyCOOH на «чистый» растворитель (вода, буфер) уменьшается в ряду PA→ NA→ INA. Положительные значения (∂Eϕo/∂T)p для систем (PyCOOH+Lys+H2O/буфер) свидетельствуют об увеличении упорядоченности растворителя при добавлении Lys к раствору PyCOOH в воде и буфере, соответственно, в рядах PA→ NA→ INA и NA→ PA→ INA.
Показано, что предельные кажущиеся молярные объемы переноса PyCOOH из воды/буфера в водный и буферный растворы, содержащих Lys, имеют положительные значения и возрастают в изученном интервале температур. Полученные результаты обсуждены на основе преобладающих типов молекулярных взаимодействий между растворенным веществом и растворителем с использованием модели перекрывания гидратных сфер Гэрни.