En el agua, las moléculas hidrofóbicas están rodeadas por dos poblaciones de agua diferentes: la capa interna forma una red bidimensional de moléculas de agua. La siguiente capa está formada por una segunda población de agua que es casi voluminosa pero forma enlaces de hidrógeno ligeramente más fuertesal agua a granel. La suposición hasta la fecha era que el agua tetraédrica, "similar al hielo", domina en la capa de hidratación más interna de las moléculas hidrófobas. El caso es lo contrario. Estos nuevos hallazgos fueron publicados por el equipo encabezado por la profesora Martina Havenith, Presidentaof Physical Chemistry II y ponente del Ruhr Explore Solvation Cluster of Excellence en Ruhr-Universität Bochum RUB en The Journal of Physical Chemistry Letters el 18 de junio de 2020.
Insights por espectroscopía THz y simulaciones
En su estudio, los investigadores investigaron la red de enlaces de hidrógeno alrededor del alcohol terc-butanol hidrofóbico solvatado, ya que los investigadores usan alcoholes como modelos prototipo de moléculas hidrofóbicas. El equipo combinó los resultados de la espectroscopía y simulaciones de terahercios THz.
En la espectroscopía de THz, los investigadores miden la absorción de la radiación de THz en una muestra. El espectro de absorción proporciona una huella digital de la red de agua.
una capa delgada
En su estudio obtuvieron una imagen detallada de las capas de agua que rodean la molécula. "Nos referimos a la capa más interna como 'envoltura HB', donde HB significa enlace de hidrógeno de agua", explica Martina Havenith. La capa superior se llama"HB-hydration2bulk", ya que describe la interfaz con el agua a granel. Combinadas, ambas capas del recubrimiento a veces no son más gruesas que una sola capa de moléculas de agua. "Ocasionalmente, una sola molécula de agua puede ser parte de ambas capas", diceHavenith.
La capa interna es más estable
Cuando se aumenta la temperatura, la capa externa se derrite primero, la capa de envoltura HP permanece intacta por más tiempo. "La capa interna también tiene menos libertad para formar configuraciones distintas debido a la hidrofobicidad del soluto", explica el investigador ".las moléculas de agua individuales siempre deben alejarse del alcohol, forman una red suelta bidimensional ". Las moléculas de agua en la capa externa tienen más libertad de movimiento y, por lo tanto, también más posibilidades de conectarse con otras moléculas de agua; los investigadores se refieren a este fenómenocomo mayor entropía.
Este tipo de interacción es relevante para los procesos de plegamiento de proteínas, así como el reconocimiento biomolecular entre un fármaco y su molécula objetivo. Comprender el papel del agua juega un papel crucial en el proceso.
Financiamiento
El estudio fue financiado por la German Research Foundation DFG como parte del Ruhr Explores Solvation Cluster of Excellence, código de financiación EXC 2033-390677874-Resolv, por el alemán-francés Dynawin-Grant 14-CE35-0011-01 porAgence national de la recherche y DFG, y por Genci-France-Grant 072484 Cines / Idris / TGCC. Martina Havenith está financiada por un Advanced Grant des European Research Council, número de concesión 695437.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Ruhr-Universidad Bochum . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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