Glass transition and dynamics of molecules in partially crystallized aqueous solution of protein

部分结晶蛋白质水溶液中分子的玻璃化转变和动力学

基本信息

  • 批准号:
    22540420
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.66万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2010
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2010 至 2012
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Three kinds of relaxation processes originated from uncrystallized water, ice, and hydrated protein were observed using broadband dielectric spectroscopyat temperatures between 113K and 300K in a frequency range of 1 mHz - 50 GHz for water mixtures with gelatin, bovine serum albumin (BSA), and lysozyme. The characteristic properties of the relaxation processes of uncrystallized water and hydrated protein were common to those observed in various kinds of non-crystallized aqueous solutions. Theinfluence of the melting of ice for the relaxation process of hydrated gelatin is larger than that of the hydrated BSA and lysozyme. The concentration dependences of the glass transition, melting, and crystallization temperatures in BSA- and lysozyme-water mixtures were clarified in entire concentration range. The glass transition and abrupt change of the relaxation time of the local chain motion of polymers caused by the condensation and plasticization induced by the melting and crystallization of solvents where observed in the mixtures of poly (vinyl acetate)-benzene and poly (ethyl acrylate)-p-xylene, and presence of the non-crystallized solvents were confirmed. It implies that the hydrogen-bond between water and polymer is not necessary for the presence of uncrystallized water at subzero temperatures.
对于明胶、牛血清白蛋白 (BSA) 和溶菌酶的水混合物,使用宽带介电谱在 113K 至 300K 温度、1 mHz - 50 GHz 频率范围内观察到三种源自未结晶水、冰和水合蛋白质的弛豫过程。非结晶水和水合蛋白质的弛豫过程的特征性质与在各种非结晶水溶液中观察到的特征相同。冰的融化对水合明胶松弛过程的影响大于水合BSA和溶菌酶。在整个浓度范围内,阐明了 BSA 和溶菌酶-水混合物中玻璃化转变温度、熔化温度和结晶温度的浓度依赖性。证实了在聚乙酸乙烯酯-苯和聚丙烯酸乙酯-对二甲苯的混合物中观察到的由溶剂熔融和结晶引起的缩合和增塑引起的聚合物的玻璃化转变和局部链运动弛豫时间的突变,以及非结晶溶剂的存在。这意味着水和聚合物之间的氢键对于零下温度下未结晶水的存在不是必需的。

项目成果

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Glass Transition and Dynamics in Hydrated Proteins Over Wide Ranges of Composition Studied by Thermal and Dielectric Techniques
通过热和介电技术研究各种成分的水合蛋白质的玻璃化转变和动力学
  • DOI:
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    A. Panagopoulou;A. Kyritsis;A-M. Aravantinou;D. Nanopoulos;J. L. G. Ribelles;R. Sabater i Serra;N.Shinyashiki;P. Pissis
  • 通讯作者:
    P. Pissis
Dynamics of Polymer and Glass Transition in Partially Crystallized Polymer Solution Studied by Dielectric Spectroscopy
介电谱研究部分结晶聚合物溶液中聚合物和玻璃化转变的动力学
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  • DOI:
    10.1007/s11483-010-9201-0
  • 发表时间:
    2011-06-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Panagopoulou, Anna;Kyritsis, Apostolos;Pissis, Polycarpos
  • 通讯作者:
    Pissis, Polycarpos
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    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    N. Shinyashiki;et al.
  • 通讯作者:
    et al.
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Akihiro Yamaguchi;Kenjiro Takemura;Shinichi Yokota;Kazuya Edamura;宮良政彦
  • 通讯作者:
    宮良政彦
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