ISSN:
1435-1536
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Chemistry and Pharmacology
,
Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
Description / Table of Contents:
Summary The molecular weight of different gelatin samples (bone and skin gelatin; pI = 4.9 and 8.1) in various buffer solutions and at different temperatures was determined by sedimentation in an analytical ultracentrifuge using both theArchibald method and the sedimentation equilibrium method. The same molecular weight was found for the gelatin in dilute salt solutions at 40 °C, in concentrated KSCN solutions at 25 °C and in 6 m guanidine hydrochloride solution at 40 °C. The gelatin was found to be molecularly disperse under these experimental conditions. The gelatin was fractionated by precipitation and by solvent gradient chromatography. From the fractions obtained the limiting viscosity number [η]40, the sedimentation constants 40,w 0 and the molecular weight were determined. The following equations show the relationship between the molecular weight and the limiting viscosity number and between the molecular weight and the sedimentation constant of the examined fractions: $$\begin{gathered} [\eta ]_{40} = 7,75 \cdot 10^{ - 2} ml/g M_w^{0,51} \hfill \\ s_{40,w}^{0,w} = 0,61 Svedberg M_w^{0,17} . \hfill \\ \end{gathered} $$ The differing [η]-M w -relationships published for gelatin are due to the varying degrees of branching and cross-linkage of the samples. The small exponent of the s-M-relation is probably caused by the partial draining effect of the gelatin molecules. In gel chromatography the dependence of the molecular weight on the elution volume of the examined gelatin fractions and of various proteins is shown by the same calibration curve. A possible explanation of this is that the gel chromatographical separation of the two molecule types does not depend on the hydrodynamic volume [η] ·M, but probably on the radius of gyration $$(\overline {r^2 } )^{1/2} $$ for the coiled gelatin molecules and on the semimajor axis for the ellipsoidal protein molecules. The molecular weight distribution of the gelatin was determined by solvent gradient chromatography and by gelchromatography. The distribution curves obtained coincide well. The solution of the investigated bone gelatin contains no aggregate at 40 δC but individual molecules in the molecular weight range from 4 · 103 to 10 · 106.
Notes:
Zusammenfassung Das Molekulargewicht verschiedener Gelatinepraparate (Knochen- und Hautgelatine; pI = 4,9 bzw. 8,1) wurde durch Sedimentation in der analytischen Ultrazentrifuge nach der Methode vonArchibald und der Sedimentationsgleichgewichtsmethode in verschiedenen Pufferlösungen und bei unterschiedlicher Temperatur bestimmt. Für die Gelatine wurde jeweils in verdünnten Salzlösungen bei 40°C, in konzentrierten KSCN-Lösungen bei 25°C und in 6 m Guanidinhydrochloridlösung bei 40°C das gleiche Molekulargewicht gefunden. Die Gelatine lag bei diesen Versuchsbedingungen molekulardispers vor. Die Gelatine wurde durch Ausfällen und durch Lösungsmittel-Gradienten-Chromatographie fraktioniert. Von den Fraktionen wurden die Viskositätszahlen [η]40, die SedimentationskonstantenS 40,w 0 und die MolekulargewichteM w mit Hilfe der Ultrazentrifuge bestimmt. Für die Molekulargewichtsabhängigkeit der Viskositätszahlen und der Sedimentationskonstanten der untersuchten Fraktionen gelten die Beziehungen: $$\begin{gathered} [\eta ]_{40} = 7,75 \cdot 10^{ - 2} ml/g M_w^{0,51} \hfill \\ s_{40,w}^{0,w} = 0,61 Svedberg M_w^{0,17} . \hfill \\ \end{gathered} $$ Die für Gelatine in der Literatur publizierten unterschiedlichen [η]-M w -Beziehungen werden auf den unterschiedlichen Verzweigungs- und Vernetzungsgrad der Präparate zurückgeführt. Der kleine Exponent ders-M-Beziehung wird u. E. von der Durchspülbarkeit der untersuchten Gelatinemoleküle verursacht. Bei der Gelchromatographie läßt sich die Molekulargewichtsabhängigkeit des Elutionsvolumens der untersuchten Gelatinefraktionen und von verschiedenen Proteinen durch die gleiche Eichkurve darstellen. Zur Erklärung dieses Befundes wird gezeigt, daß die gelchromatographische Trennung beider Molekülarten nicht nach dem hydrodynamischen Volumen [η] ·M, sondern mit großer Wahrscheinlichkeit bei den knäuelförmigen Gelatinemolekülen nach dem Trägheitsradius $$(\overline {r^2 } )^{1/2} $$ und bei den ellipsoidförmigen Proteinmolekülen nach der großen Halbachse erfolgt. Die Molekulargewichtsverteilung der Gelatine wurde durch Lösungsmittel-Gradienten-Chromatographie und durch Gelchromatographie bestimmt. Die erhaltenen Verteilungskurven stimmen gut überein. Die Lösung der untersuchten Knochengelatine enthält bei 40°C keine Aggregate, sondern Einzelmoleküle im Molekulargewichtsbereich 4 · 103 bis 10 · 106.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF01566616
Permalink
