Tuesday, March 3, 2009

Making sense of solvent slaving

In my previous post I mentioned work by Pablo Debenedetti on ‘toy models’ of water. The places to look are: Buldyrev et al., PNAS 104, 20177 (2007) (here) for the solvation thermodynamics of ‘spherical’ water; and Patel et al., Biophys. J. 93, 4116 (2007) (here) and J. Chem. Phys. 128, 175102 (2008) (here) for water-explicit lattice models of proteins.

And in discussing recent work on the mechanism of urea-induced protein denaturation, I neglected to mention Bruce Berne’s PNAS paper from late last year with Ruhong Zhou, Dave Thirumalai and Lan Hua (105, 16928; paper here). That paper on MD simulations for lysozyme anticipated the more recent work showing that denaturation seems to be caused by direct urea-protein interactions: the urea displaced water from the first hydration shell and penetrates into the hydrophobic core to give a ‘dry globule’.

The notion that protein dynamics are ‘slaved’ to those of the hydration shell has been floating around for some time now. Hans Frauenfelder and colleagues have now brought considerable focus to the idea (PNAS doi:10.1073/pnas.0900336106; paper here) with dynamical measurements using dielectric spectroscopy, Mossbauer and neutron scattering. They find that large-scale protein motions follow the fluctuations of the solvent and are dependent on solvent viscosity. There are two classes of fluctuation in the solvent, alpha and beta, with different timescales. It seems that the former are ‘structural’ in nature and control protein shape; the latter are those to which the protein’s internal motions are slaved.

Jianxing Song at the National University of Singapore, who I met in Hangzhou, has sent me three papers on the intriguing solubilisation of ‘water-insoluble’ proteins in pure water. He and his coworkers found this effect in 2006 for a range of diverse proteins (M. Li et al., Protein Science 15, 1835 (2006) – paper here; M. Li et al., Biophys. J. 91, 4201 (2006) – paper here). They attributed it to the tendency of the ‘insoluble’ proteins to form partially folded states with many exposed hydrophobic residues, such that only a very low ionic strength is sufficient to screen out repulsive interactions and cause aggregation. In pure water, however, those electrostatic interactions remain sufficiently strong to suppress aggregation and precipitation. Jianxing has now provided an overview of this work, expanding on the importance of pH for this effect, in FEBS Letters (doi:10.1016/j.febslet.2009.02.022; paper here).

Roberto Righini at the University of Florence and colleagues have used IR spectroscopy to identify and quantify the various aqueous species that solvate the polar heads of phospholipids in bilayers (V. V. Volkov et al., J. Phys. Chem. B doi:10.1021/jp806650c; paper here). And Davide Donadio and coworkers in California have shown how electronic charge fluctuations show up in the IR spectra of water close to nonpolar surfaces (here graphite) (D. Donadio et al., J. Phys. Chem. B doi:10.1021/jp807709z; paper here). Still in that neck of the woods, Chuan-Shan Tian and Ron Shen have used sum-frequency-IR spectroscopy to sort out the nature of hydrogen-bonding at the air-water interface (JACS 131, 2791 (2009) – paper here). And Heather Allen and colleagues at Ohio State University have used this and other spectroscopic techniques to study hydration structure of the air-water interface for various divalent nitrates (M. Xu et al., J. Phys. Chem. B doi:10.1021/jp806565a; paper here).

Haiping Fang in Shanghai continues his exploration of how water and solutes can be manipulated within the confinement of carbon nanotubes. He and colleagues now show, using MD simulations, how a single charge outside a nanotube can be used to move a hydrated peptide inside it, regardless of whether the peptide itself is charged (P. Xiu et al., JACS 131, 2840 (2009) – paper here). This is due to the dipole-orientational ordering of the water molecules caused by confinement and interaction with the external charge.

There’s more, but later.

11 comments:

thanida said...

Very informative post infact! Thanks for the kind words! Keep it up!
scr888

thanida said...

Thanks To Share This Very Useful Information With Us.
คาสิโน

supersonic100g9 said...

การเช่ารถยนต์จากบริษัทเอกชนเริ่มเป็นที่ชื่นชอบมากเพิ่มขึ้น เนื่องจากว่าจุดเด่นมาก ไม่ว่าจะเรื่องของความสบายรวมทั้งการประหยัดเวลา แม้กระนั้นผู้คนจำนวนไม่ใช้น้อยอาจมองว่าการเช่ารถยนต์เพื่อการท่องเที่ยวหรือการทำงานในชนบทเกิดเรื่องที่สิ้นเปลือง ด้วยเหตุว่าบริการรถเช่าราคาแพงแพง วันนี้พวกเราก็เลยมีแนวทางการเลือกเช่ารถยนต์ในราคาย่อมเยามาฝากทุกคนจ้ะ ตามมามองกันเลย

เช่ารถพร้อมคนขับ
เช่ารถดอนเมือง
เช่ารถรายวัน
บริการรถเช่า
รถเช่ากระบะ

ใบบัว said...

สล็อตออนไลน์รวมเกมสล็อตไว้เยอะที่สุดของทุกค่าย
รวมค่ายดัง เยอะที่สุดให้ท่านเลืกเล่น

สล็อต66

เฮงเฮงรวยรวย said...

สล็อต

สล็อตออนไลน์ ที่ดีที่สุด SUPERSLOT 98 มีมาตราฐานความปลอดภัยสูง เกมสล็อตเว็บใหญ่แตกง่าย รวมสุดยอดค่ายเกมไว้หลากหลาย อาทิเช่น PG SLOT, AMB POKER, ASKMEBET, ICONIC, JILI, KA GAMING, SPADE GAMING, NETENT, YGGDRAZIL GAMING

เฮงเฮงรวยรวย said...

สล็อต 777

การเล่น สล็อตออนไลน์ จะมีกติกาพื้นฐาน โดยการเริ่มเล่นผ่านระบบอินเทอร์เน็ต เพียงแค่เข้าหน้าเว็บ SUPERSLOT 98 และกดสมัครสมาชิก

เฮงเฮงรวยรวย said...

สล็อต 1688

ในปัจจุบันเกมสล็อตได้ถูกพัฒนาให้สามารถเล่นในรูปแบบของ สล็อตออนไลน์ หรือการเล่นเกมสล็อตผ่านระบบออนไลน์ โดยมีอินเทอร์เน็ตเป็นตัวเชื่อมต่อ มีจุดเด่นในเรื่องภาพและสีสันที่สวยงามเหมือนเกมออนไลน์ทั่วไป พร้อมไปด้วยรางวัลโบนัสพิเศษ, รางฟรีสปิน, แจ็กพอต และรางวัลใหญ่อย่าง BIG WIN

เฮงเฮงรวยรวย said...

เว็บ สล็อต

การเล่น สล็อตออนไลน์ จะมีกติกาพื้นฐาน โดยการเริ่มเล่นผ่านระบบอินเทอร์เน็ต เพียงแค่เข้าหน้าเว็บ SUPERSLOT 98 และกดสมัครสมาชิก

ดวงดี วันเฮง said...

สล็อตทดลองเล่น

เครื่องสล็อตรุ่นแรกถูกสร้างขึ้นโดย ชาลส์ เฟย์ วิศวกรชาวเยอรมัน โดยประกอบด้วยวงล้อ 3 วง และมีสัญลักษณ์ 5 แบบคือ รูปเกือกม้า , เพชร , โพธิ์ดำ , หัวใจ และ ระฆัง และถูกตั้งชื่อว่า “Liberty Bell” ตามชื่อสัญลักษณ์รูประฆังเสรีภาพ ที่เป็นสัญลักษณ์ของการประกาศอิสรภาพของสหรัฐอเมริกา

เฮงเฮงรวยรวย said...

สล็อต 777

ด้วยกฎกติกา รูปแบบการเล่นเกมสล็อตออนไลน์นั้นเล่นง่าย สามารถเล่นได้ทุกเพศ ทุกวัย เหมาะสำหรับผู้ใช้ทั้งรายเก่าและรายใหม่ สามารถพกพาความสนุกติดตามไปได้ทุกที่ ไม่ว่าจะอยู่ที่ไหน

เฮงเฮงรวยรวย said...

โรม่า X เบ็ต 1200 เยี่ยวแทบแตก


เล่นเกมส์อะไรให้ได้เงิน
เทคนิคเกมและสล็อตที่ดีที่สุดในประเทศไทย
จากประสบการณ์ตรงคนลงทุน และคิดค้นเทคนิคมาแบ่งปัน
ปัจจุบันใช้เวลากับการลงทุนสล็อตออนไลน์มาแล้วหลายปี
เทคนิคผมไม่ได้ขาย"ผมแจกฟรี"
อาจจะไม่ 100% แต่ได้ผล80%ขึ้นไป

โรม่า X เบ็ต 1200 เยี่ยวแทบแตก