2.1 酰胺I峰和酰胺Ⅱ峰的變化

蛋白質(zhì)多肽鏈的化學(xué)基本結(jié)構(gòu)是：

，角蛋白具有α-螺旋結(jié)構(gòu)。在螺旋結(jié)構(gòu)中，主鏈骨架的羰基（C=O）氧原子與胺基（NH）上的氫原子生成氫鍵。螺旋構(gòu)象就是靠氫鍵來(lái)維持的。若破壞氫鍵，則螺旋構(gòu)象變成伸展的多肽鏈。在α-螺旋構(gòu)象中，多肽鏈主鏈骨架圍繞螺旋中心軸一圈一圈螺旋式地上升。相鄰的螺圈之間形成鏈內(nèi)氫鍵，即一個(gè)肽單位的胺基氫原子與前面第三個(gè)肽單位的羰基氧原子生成氫鍵。氫鍵的取向與螺旋中心軸幾乎平行。α-螺旋構(gòu)象允許所有的肽鍵都能參與鏈內(nèi)氫鍵的形成，因此，α-螺旋構(gòu)象是相當(dāng)穩(wěn)定的。α-螺旋構(gòu)象僅靠氫鍵維持。若破壞氫鍵，則α-螺旋構(gòu)象便遭到破壞，而變成伸展的的多肽鍵。

圖1示出，灰指甲與健康指甲的紅外光譜在1700~1500 cm^-1區(qū)間存在較大的差別。1653 cm^-1為酰胺I峰，1540 cm^-1為酰胺Ⅱ峰，灰指甲的紅外光譜圖顯示，其酰胺I峰普遍增加了4個(gè)波數(shù)，酰胺Ⅱ峰普遍下降了4個(gè)波數(shù)，并且在灰指甲的紅外光譜圖中，羰基峰分裂較明顯，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，灰指甲的病變程度越高，其分裂現(xiàn)象越嚴(yán)重。如圖1c所示，酰胺I峰和酰胺Ⅱ峰同時(shí)發(fā)生分裂。

在酰胺I峰中，對(duì)伯胺而言，v_C=O占59%，δ-_NH占40%，而羰基極易受氫鍵的影響，氯鍵的存在，使得v_C=O波數(shù)降低。在酰胺Ⅱ峰中，也極易受氫鍵影響，氫鍵破壞，該峰向低波數(shù)移動(dòng)�；抑讣椎募t外光譜在酰胺I峰、酰胺Ⅱ峰出現(xiàn)波數(shù)變動(dòng)的情況，恰恰說(shuō)明了灰指甲的α-角蛋白螺旋結(jié)構(gòu)中的氫鍵遭到了破壞，肽鏈趨于伸展。酰胺I峰、酰胺Ⅱ峰的分裂現(xiàn)象，說(shuō)明灰指甲蛋白質(zhì)分子中出現(xiàn)了多種化學(xué)環(huán)境不相同的羰基，由此可推斷出灰指甲α-螺旋肽鏈不僅失去了螺旋，而且還發(fā)生了斷裂，形成了不同小分子的氨基酸。

2.2 胺基的伸縮振動(dòng)的變化

胺基氮?dú)滏I的伸縮振動(dòng)位于3500~3150cm^-1，呈締合狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)表明灰指甲的胺基伸縮振動(dòng)的波數(shù)的分布比健康指甲的分布略低（參見(jiàn)表1）。α-螺旋固然有較好的氧鍵鍵合，使得構(gòu)象穩(wěn)定，但當(dāng)α-角蛋白螺旋結(jié)構(gòu)破壞后，肽鏈也遭到了破壞，出現(xiàn)了不同化學(xué)環(huán)境的羰基和胺基，形成了不同小分子的肽段和殘基，胺基在固態(tài)下是以締合形式存在的，分子內(nèi)和分子間的締合更為復(fù)雜，氫鍵取向無(wú)序。因此，當(dāng)α-角蛋白螺旋結(jié)構(gòu)破壞后，胺基的締合程度并沒(méi)有減輕，并且氫鍵排列無(wú)序。因此，灰指甲蛋白中氮?dú)滏I的伸縮振動(dòng)頻率有向低波數(shù)偏移的傾向。

2.3 甲基、亞甲基譜帶的變化

在測(cè)試的12例灰指甲的紅外光譜圖中，甲基、亞甲基的伸縮振動(dòng)和彎曲振動(dòng)譜帶，與健康指甲相比，在吸收強(qiáng)度上呈現(xiàn)規(guī)律性變化，現(xiàn)將甲基和亞甲基所對(duì)應(yīng)的吸收峰的吸光度值之比列于表2。

2960 cm^-1為甲基的伸縮振動(dòng)吸收峰，2928 cm^-1為亞甲基的伸縮振動(dòng)吸收峰，指甲病變后，甲基伸縮振動(dòng)峰吸收強(qiáng)度增強(qiáng)，而亞甲基的相對(duì)減弱（見(jiàn)圖2），吸光度比值增大，由平均值0.91上升為0.98。甲基和亞甲基的彎曲振動(dòng)吸收峰1456和1399 cm^-1，其吸收峰強(qiáng)度的變化與伸縮振動(dòng)相呼應(yīng)（見(jiàn)圖3），吸光度比值由0.92上升到1.02。在紅外光譜中，吸收峰的強(qiáng)弱取決于基團(tuán)偶極矩的改變的難易程度。但在相同的物質(zhì)中，對(duì)于同種官能團(tuán)，峰的強(qiáng)弱則與該物質(zhì)中基團(tuán)的含量有關(guān)。甲基、亞甲基相對(duì)吸收峰強(qiáng)度的改變，表明了灰指甲中甲基量增加而亞甲基量相對(duì)降低。結(jié)合蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)分析，可能是側(cè)鏈發(fā)生了斷裂，使得一些有序排列改變。對(duì)于改變的具體情況，若有必要，可在今后結(jié)合其它分析手段進(jìn)一步探討。（何書(shū)美，劉敬蘭，傅立葉變換紅外光譜對(duì)灰指甲組織結(jié)構(gòu)的研究[J]分析試驗(yàn)室，2006年6月第25卷第6期：52-55）

TAG：灰指甲