高压下L-丝氨酸的拉曼光谱研究

论文摘要

压力可以引起蛋白折叠与变性。作为蛋白质的基本构成单位,氨基酸在高压下的变化近来年备受关注。在常见的20种氨基酸中,学者们利用高压拉曼技术已研究了多种氨基酸在高压下的变化,研究的最高压力达到30 GPa。为了探究L-丝氨酸（C3H7NO3）在极高压力下的结构变化情况,采用原位高压拉曼技术在常温下对L-丝氨酸晶体进行研究,最高压力达到22.6 GPa。研究发现,当压力达到2.7 GPa时,在102 cm-1处出现新峰,在1 123 cm-1（NH3反对称摇摆振动）处的特征峰出现劈裂;当压力达到5.4 GPa时, L-丝氨酸晶体在574 cm-1处出现新峰,同时原来164 cm-1处峰消失;当压力达到6.0 GPa时,位于226, 456, 770和2 968 cm-1（CH2伸缩振动）等处出现新峰, 877 cm-1处的CC伸缩振动峰发生劈裂,产生894 cm-1新峰;当压力达到7.9 GPa时,在145, 151和2 946 cm-1等出现新峰,同时原在CO2摇摆振动峰的肩峰531 cm-1消失;当压力达到11.0 GPa时,位于249 cm-1处的振动峰开始劈叉,在241 cm-1处形成新峰,位于2 956 cm-1（CH2伸缩振动）同时原位于391和431 cm-1处的峰消失;当压力达到17.5 GPa时,在200 cm-1处出现新峰。通过进一步分析L-丝氨酸的拉曼波数随压力的变化,发现很多拉曼峰在1.37, 2.2, 5.3, 7.46和11.0 GPa以及15.5 GPa等压力点处都出现了拐点。其结果表明:L-丝氨酸在0.1～22.6 GPa之间共发生7处结构相变,分别位于压力区间0.1～1.37, 2.2～2.7, 5.3, 6.0, 7.46～7.9, 10.1～11.0和15.5～17.5 GPa之间。而且,在6.0 GPa新的相变点在之前文献中未论述过。由于L-丝氨酸晶体在6.0 GPa时CC伸缩振动峰发生劈裂,这现象可能是由于压力引起L-丝氨酸晶体分子发生重排导致的,同时L-丝氨酸晶体分子重排导致氢键发生重排,使得L-丝氨酸晶体出现新的CH2伸缩振动峰。L-丝氨酸晶体在10.1～11.0 GPa之间的拉曼光谱变化主要集中在低波数段,该波数段的拉曼振动模式主要与晶体晶格振动等低能量振动有关。同时在高波数段出现新的CH2峰,由此可推测在10.1～11.0 GPa之间, L-丝氨酸晶体的晶格振动发生变化,产生了新的氢键,从而导致了L-丝氨酸晶体结构的改变。L-丝氨酸晶体在15.5～17.5 GPa之间,由于没有发现直接证据证明其发生结构相变,只是在拉曼波数随压力变化中,发现其在17.5 GPa时出现拐点,因此推测L-丝氨酸晶体在15.5～17.5 GPa之间可能发生结构相变。

论文目录

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 戴超,蒋卓,付超,张佳,张钦发

关键词: 丝氨酸,高压,拉曼光谱,结构相变

来源: 光谱学与光谱分析 2019年03期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 化学

单位: 华南农业大学食品学院

基金: 国家自然科学基金项目(21606090)资助

分类号: O657.37;O629.7

页码: 791-796

总页数: 6

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