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粘度与扩散:蛋白质溶液中的拥挤效应与盐效应

软凝聚态物质 2012-01-13 v1

摘要

本文报道了一项关于牛血清白蛋白(BSA)溶液中集体扩散与静态剪切粘度的实验与理论联合研究,重点关注其对蛋白质浓度和盐浓度的依赖关系。我们将动态光散射和流变测量获得的数据与理论计算进行了比较,理论计算基于各向同性屏蔽库仑相互作用加硬球相互作用的BSA解析椭球模型。动力学计算的唯一输入是从对小角X射线散射(SAXS)数据浓度序列的一致理论拟合中获得的静态结构因子。该拟合基于一种兼具高精度与低计算成本的积分方程方法。所有实验探测的动态和静态特性均在理论上以至少半定量的精度得到了再现。在较低的蛋白质浓度和低盐度下,理论和实验均表明约化粘度存在一个由蛋白质静电排斥引起的最大值。我们检验了Kholodenko和Douglas [PRE 51, 1081 (1995)] 提出的广义Stokes-Einstein(GSE)关系的适用范围,该关系连接了粘度、集体扩散系数和渗透压缩率。在生理盐度下的半稀溶液系统以及任意蛋白质浓度的低盐条件下,实验数据和理论模型中均发现了对GSE关系的显著违背。

关键词

引用

@article{arxiv.1109.3101,
  title  = {Viscosity and Diffusion: Crowding and Salt Effects in Protein Solutions},
  author = {Marco Heinen and Fabio Zanini and Felix Roosen-Runge and Diana Fedunová and Fajun Zhang and Marcus Hennig and Tilo Seydel and Ralf Schweins and Michael Sztucki and Marián Antalík and Frank Schreiber and Gerhard Nägele},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1109.3101},
  year   = {2012}
}