Экспериментальное и теоретическое исследование влияния температуры на колебательные спектры коллагена в водном растворе

Объект и предмет исследования. Проведено экспериментальное и теоретическое исследование влияния температуры на колебательные спектры водного раствора коллагена в интервале 60–90$^{\circ}$С. Результаты исследования. Согласно выполненному эксперименту сначала при температуре 60$^{\circ}$С наблюдается увеличение интенсивности полос поглощения ИК спектров коллагена по сравнению с комнатной температурой, а затем при дальнейшем нагревании водного раствора коллагена происходит уменьшение интенсивности полос поглощения. Для объяснения этого эффекта был использован метод молекулярного моделирования, когда в качестве основного структурного фрагмента был выбран олигопептид Gly-Pro-Hyp-Gly, наиболее часто повторяющийся в структуре коллагена любого типа. Выполненная интерпретация колебательных спектров выбранного молекулярного фрагмента коллагена показала качественное и количественное согласие с экспериментальными спектрами, что позволило использовать его для объяснения температурной зависимости. Выводы. Увеличение интенсивностей полос поглощения экспериментального ИК спектра коллагена при 60$^{\circ}$С связано с изменением конформации цвиттер-ионной формы олигопептида Gly-Pro-Hyp-Gly, возникающей за счет поворота биполярных групп N$^+$H$_3$ и СОО$^-$ относительно друг друга. Дальнейшее повышение температуры приводит к понижению рН среды и, как следствие, к образованию в водном растворе протонированных ионных форм Gly, расположенных на концах молекулярного фрагмента Gly-Pro-Hyp-Gly, что подтверждается расчётом теоретических спектров и их сравнением с экспериментом.