담즙산염 미셀 형성의 열역학적 고찰

Abstract

4종류의 담즙산염, Sodium Deoxycholate(NaDC), Chenodeoxycholate(NaCDC), Ursodeoxycholate(NaUDC), Cholate(NaC)의 임계미셀농도(Critical micelle concentration:CMC) 및 이에 대한 온도의 영향을 Pyrene을 probe로 한 형광측정법과 표면장력법에 의해 구하였다. 그리고 이 임계미셀농도의 온도 의존도로부터 미셀 형성의 열역학적 parameter, △Gm, △Hm, △Sm이 계산되었다. 또한 NaDC, NaCDC, NaC 미셀의 Pyrene 용해도 측정으로부터 이들 담즙산염의 미셀 형성 전 회합 여부와 Pyrene 용해능력을 비교하였으며 NaDC 몰 분율(mole fraction)에 따른 NADC/NaC 혼합 미셀 형성의 CMC를 형광측정법으로 구해 이상 혼합 용액(ideal mixing solution)에서와 비교해 보았다. 사용된 담즙산염에서 CMC가 커져 가는 서열은 NaDC<NaCDC<NaUDC<NaC 순이며 형광측정법에서 구한 CMC와 표면장력법에서 구한 CMC가 잘 일치하였다. 또한 온도가 증가함에 따라 담즙산염의 CMC는 증가했으며 특히 50℃ 이상에서는 그 증가율이 큰 것으로 나타났다. 그리고 담즙산염의 △Gm은 NaDC<NaCDC<NaUDC<NaC 순으로 온도증가에 따라 비슷한 음의 값을 보이나 △Hm은 8℃ 부근에서는 0KJ/㏖, 50℃ 부근에서는 -13KJ/㏖ 정도로 온도가 증가함에 따라 큰 음의 값으로 감소하였다. 또한 △Sm은 양의 값을 보이나 온도가 증가함에 따라 감소하는데 이 결과는 담즙산 미셀 형성의 원동력이 일반적인 계면활성제와 동일한 소수성 효과(hydrophobic effect)에서 기인된다고 설명할 수 있다. 그리고 NaDC, NaCDC, NaC 미셀은 의미 있는 미셀 형성 전 회합을 하지 않으며 담즙산염 미셀의 Pyrene 용해능력은 담즙산염간에 큰 차이를 보이는데 이것은 담즙산엽 미셀의 집합체수 차이에서 기인되는 것으로 설명하였다. 또한 NaDC/NaC 혼합 미셀 형성의 CMC는 이상 혼합 용액으로 간주했을 때의 CMC와 거의 비슷한 값을 보이는데 이것으로 담즙산염 1차 미셀에 수소결합의 관여는 없는 것으로 설명하였다.;Critical micelle concentration (CMC) of sodium deoxy-cholate (NaDG), chenodeoxycholate (NaCDC), ursodeoxycholate (NaUDC), and cholate (NaG) were measured by fluorometric method using pyrene probe and by surface tensiometric measurement as function of temperature. The Gibbs free energy (ΔGm), enthalpy (ΔHm) and entropy (ΔSm) of the micellization were calculated. Also, solubilities of pyrene with bile salts concentration and critical micelle concentration and critical micelle concentration (C_(M)) of NaDC/NaC mixed micelles with NaDC mole fraction (α) measured. The increasing order of CMC and ΔGm was NaDC<NaCDC<NaUDC<NaC. In all cases, CMC's of bile salts increased as temperature increased andΔHm's was strongly dependent on temperature, The ΔHm's were about 0 near 8℃ and about out-13 KJ/mole near 50℃, The ΔSm's were positive, but decreased as the temperature was raised. No appreciable significant premicella association was observed. The CMC of NaDC/NaC mixed micelle formation showed only small deviation from ideal behavior. These results suggested that the main driving force for the primary bile salt micellization is hydrophobic effect, and no evidence of involvement of hydrogen bond in the process suggested by Oakenful and others was observed. Pyrene solubilizing power of bile salts differ from each one another and in order of NaC<NaCDC<NaDC. This result was interpreted in terms of the difference in aggregation number of the bile salts micelles.