Hidrofobnost igra pomembno vlogo pri številnih fizikalno-kemijskih procesih, od raztapljanja v vodi do zvitja proteinov, vendar pa je fizikalni izvor hidrofobnosti na temeljnem nivoju še vedno nepojasnjen. Klasični pogled na hidrofobnost je, da se v prisotnosti hidrofobnega topljenca tvorijo mikroskopski kristalčki ledu ('icebergs'), kot posledica okrepljenih vodikovih vezi med molekulami vode. Kljub dolgoletnih raziskavah hidrofobnosti pa ni prav nobenega eksperimentalnega dokaza za obstoj kristalčkov ledu ali okrepljenih vodikovih vezi med molekulami vode v bližini hidrofobnih topljencev. Za študij hidrofobnost na najbolj temeljnem nivoju smo uporabili infrardeče spektre izotopsko razklopljenih valenčnih O-D nihanj molekul vode v raztopini popolnoma hidrofobnih topljencev (metan, etan, kripton, ksenon) in odkrili prvi eksperimentalni dokaz za prisotnost okrepljenih vodikovih vezi molekul vode v bližini popolnoma hidrofobnih topljencev, ki po jakosti ustrezajo tistim v ledu in klatratih. Molekule vode z okrepljenimi vodikovimi vezmi kažejo strukturno ureditev podobno tisti v klatratih. Število okrepljenih vodikovih vezi je od 10 do 15 na eno molekulo metana. Ab-initio simulacije molekulske dinamike raztopine metana v vodi so potrdile, da molekule vode v bližini metana tvorijo močnejše, bolj številne in bolj tetraedrično usmerjene vodikove vezi od tistih v čisti vodi, in da je njihova mobilnost omejena. Pokazali smo, da je odsotnost interkalacijskih vodnih molekul, ki povzročajo elektrostatsko senčenje vodikovih vezi v čisti vodi, kritičnega pomena za nastanek okrepljenih vodikovih vezi v okolici hidrofobnega topljenca. Naši rezultati potrjujejo klasični pogled na hidrofobnost.
COBISS.SI-ID: 6068250
Amid III pas peptidnega infrardečega in Raman spektra je bil uporabljen za določitev relativnih populacij treh glavnih hrbteničnih konformacij (PII, beta in alfaR) v 19 aminokislinskih dipeptidih. Rezultati zagotavljajo merilo za polje sile ali druge metode napovedovanja hrbteničnih konformacij v prožnih peptidih. Obstajajo tri razločljive hrbtenične pasove v regiji amid III. Največja populacija je bodisi PII ali beta za vse dipeptide razen Gly, medtem ko je populacija alfaR merljiva, vendar vedno manjša ((10%) za 18 dipeptidov. (Kartica Gly phi-psi je zapletena, prav tako pa je razlaga amid III pasov Gly.) Obstajajo znatne razlike v relativnih populacijah beta in PII med 19 dipeptidi. Frekvenčne frekvence so bile dodeljene kot PII, 1.317-1.306 cm-1; alfaR, 1.304-1.294 cm-1; in beta, 1.294-1.270 cm-1. Trije trakovi so bili izmerjeni z oslabljeno skupno refleksijsko spektroskopijo in ramsko spektroskopijo. Oba spektroskopska metoda sta dobila dosledne rezultate tako za frekvenčno frekvenco kot relativno populacijo. Pasovi beta in PII so bili določeni glede na odvisnost konstantne spojne konice 3J (HN, Ha) (znana za vseh 19 dipeptidov) na relativno beta populacijo. Dodelitev frekvenčnega pasu se strinja z enim, ki je bil prej izveden iz podatkov Ramanove optične aktivnosti. Temperaturne odvisnosti relativnih populacij beta in PII ustrezajo standardnemu modelu z Boltzmann-uteženo energijo za alanin in levcin med 30 in 60 ° C.
COBISS.SI-ID: 4611098
Nedavne kalorimetrične meritve solvatacijske entalpije nekaterih analogov dipeptidov potrjujejo našo prejšnjo napoved, da princip skupinske aditivnosti ni veljaven za interakcijo peptidne skupine z vodo. Preučujemo posledice za razumevanje lastnosti peptidnega soljenja. Glavna posledica je, da je trenutna vrednost entalpije peptidov-solvation, ki je osnovni parameter pri analizi energetike zlaganje proteinov, je resno narobe. Elektrostatični izračuni energija brez soljenja zagotavlja oceno velikosti in narave napake. Peptidni izmenični tok vodika je eksperimentalni pristop za preizkušanje natančnosti brezplačnega reševanja energije peptidnih skupin, ki jih najdemo z elektrostatičnimi izračuni. Ti izračuni poudarjajo, da ne upoštevamo elektrostatičnih interakcij s sosednjimi skupinami NHCO bi moral biti glavni vir napaka. Rezultati leta 1972 za peptidni vodikove izmenjave kažejo da so močno prizadete energije brez peptida s sosednjimi skupinami NHCO. V preteklosti je učinek sosednje peptidne skupine na deviznem peptidu NH protona obravnava kot induktivni učinek. Učinek se lahko izračuna, z elektrostatičnim modelom s fiksnimi delnimi polnjenji in a kontinuirano topilo.
COBISS.SI-ID: 4103962
Sterol 14alpha-demetilaza (CYP51) je glavna tarča zdravil za zdravljenje glivičnih okužb. Odkritje novih učinkovitih glivičnih zaviralcev CYP51 zahteva razumevanje strukturnih zahtev za selektivnost glivičnega gena preko človeškega ortologa. V tej študiji smo na atomskem nivoju določili vezavni način inhibitorja CYP51 inhibitorja piridiletanola (feniletil) amina tipa humanega orthologa. Celotni človeški CYP51 smo izolirali in očistili. Zaviralno specifično vezavo ter njegove konformacijske in dinamične lastnosti smo ovrednotili z UV-vidno in NMR spektroskopijo. Glede na eksperimentalne podatke pri izračunih dockinga in simulacijah molekulske dinamike smo določili lokacijo inhibitorjev in njihove interakcije z aktivno stranjo encima. Zaviralec se veže na encim v dveh diastereomernih oblikah, ki imajo skupno lego aromatskih obročev, medtem ko se lahko manj obsežna propilna veriga prilagodi različnim hidrofobnim območjem aktivnega mesta encima. Halogenirani fenilni obroč se veže v kanalu za dostop do podlage, ki ustvarja številne stike s hidrofobnimi stranskimi verigami, njene interakcije z nezavestljivimi ostanki pa so še posebej informativne. Rezultati razkrivajo edinstvene vezne lastnosti preiskovanega inhibitorja v primerjavi z azoli in zagotavljajo nove smeri za oblikovanje selektivnih inhibitorjev gliv.
COBISS.SI-ID: 31710937
Nervni rastni faktor (NGF) je bil odkrit zaradi njegove nevrotrofične aktivnosti na simpatičnih in senzoričnih nevronih pri razvijajočem piščančjega zarodka. Ugotovljeno je bilo, da NGF na odrasle organizme vpliva in ureja delovanje številnih nevronskih in nevronskih celic. Malo je znano o možnih aktivnostih NGF v zgodnjem obdobju embrionalne faze. Vendar pa mRNA-ji, ki kodirajo NGF in njegove receptorje TrkA in p75 (NTR), so izraženi v zelo zgodnjih fazah razvoja aviarnega zarodka, preden nastane živčni sistem. Zato se postavlja vprašanje, kakšne so lahko funkcije NGF pri razvoju mladih zarodkov piščancev pred razvoj simpatičnih in senzoričnih nevronov. Da bi raziskali možne vloge NGF v najzgodnejših fazah razvoja, so bili stadiji HH 11-12 piščančjih zarodkov injicirani protiteles proti NGF (mAb ?D11), ki vežejo zrel NGF z visoko afiniteto. Zdravljenje z anti-NGF, vendar ne s kontrolnim protitelesom, je privedlo do inverzije, odvisne od odmerka smer osnega vrtenja. Ta učinek spremenjenega vrtenja po injekciji proti NGF je bil povezan s povečano celično smrtjo v somitih. Istočasno je analiza ekspresije mRNA mikroorganizmov pokazala, da nevtralizacija NGF vpliva na izražanje genov, povezanih z regulacijo razvoja ali proliferacije celic. Ti rezultati kažejo vlogo NGF v zgodnjem razvoju piščančjih zarodkov in zlasti pri uravnavanju somatskega preživetja in aksialne rotacije razvojni proces, povezan s specifikacijo leve desne asimetrije.
COBISS.SI-ID: 6278938
Opis IR spektroskopske metode, kjer lahko in-situ spremljamo kemijske reakcije: Del metodologije (ATR meritve in diferenčna spektroskopija) bosta uporabljeni tudi v predlaganem projektu. Razvili smo spektroskopsko metodo za razlago mehanizma delovanja poli(antrakinonil) sulfida v Li in Mg akumulatorjih. V obeh sistemih smo s pomočjo IR spektroskopije opazili redukcijo karbonilne vezi med praznjenjem akumulatorja. Rezultate IR spektroskopije smo potrdili z izračuni teoretičnih spektrov in sintezo modelnih spojin. Nova metoda ponuja močno orodje za raziskavo novih organskih materialov ter tudi študijo degradacijskih procesov v katodnih materialih. Potrjen mehanizem delovanja organske katode v Mg akumulatorju dodatno odpira polje raziskav Mg?organskih akumulatorjev.
COBISS.SI-ID: 6333978
Simulacije Monte Carlo z modeli majhnih topljencev v vodni raztopini uporabimo za preučevanje učinkov polarnosti topljenca na hidratacijsko strukturo. Smiselna definicija parametra orientacijskega reda vodi k reinterpretaciji običajne slike hidracije. Ker se raztopina razlikuje od hidrofobne do hidrofilne, je naročena prva lupina voda istočasno frakcionirana v bolj urejeno in bolj nerabrično komponento. Mreža vodikovih vezi se preuredi tako, da bolj urejena komponenta sprosti konfiguracije optimalnih intermolekularnih kotov, druga pa se sprosti iz omrežja.
COBISS.SI-ID: 4872474
Določitev molekularne elastičnosti DNK je pomembn za naše razumevanje biološke funkcije te molekule. V zadnjem času so različne skupine s pomočjo eksperimentov na vzorčenih vzorcih DNK in numeričnih modelih poročale o številnih konstantah sile raztezanja (0,3 do 3 N / m). Vendar je najbolj neposredna, mikroskopska meritev togosti DNA pridobljena iz disperzije njenih vibracij. Novi spektrometer za razprševanje nevtronov in poravnani vzorci z mokro vreteno omogočajo take meritve, ki zagotavljajo prve podatke kolektivnih vzbujanj DNK in dajejo konstanto sile 83 N / m. Strukturni in dinamični red se neprekinjeno spreminja na 15 K na temenu točke vzorca, kar preprečuje nastanek mehurčkov. Te ugotovitve podpirajo obsežni fononski in molekularni dinamični izračuni, ki usklajujejo trdne in mehke konstante sile.
COBISS.SI-ID: 4758298
Infrardeča spektroskopija je predstavljala eno izmed glavnih orodij pri pričujočem članku, kjer smo študirali odnos med barvo in strukturnimi spremembami v termokromnih kompozitih, ki vsebujejo lakton kristal vijoličnega, bisfenol A in tetradekanol. Cilj dela je bil najti neposredno povezavo med dinamiko sprememb v barvi, faznih sprememb in kemijskih interakcij v modelnem tri komponentnem termokromnem kompozitu. Temperature, ki karakterizirajo dinamiko sprememb v barvi pri točkah beljenja, so bile pri segrevanju direktno povezane s prehodom trdno – tekoče in v primeru ohlajanja s prehodom tekoče – trdno, ne glede na koncentracijo bisfenola A. Neposredne povezave med faznimi prehodi in temperaturami, ki so značilne za dinamiko sprememb v barvi pri točkah beljenja, nismo dokazali. Podatki pridobljeni z infrardečo spektroskopijo so izpostavili direktno povezavo med barvnim kontrastom termokromnega sistema z razmerjem integralnih intenzitet trakov karbonilnih skupin odprtih laktonskih obročev (trdno) in zaprtih laktonskih obročev (tekočina).
COBISS.SI-ID: 5983514
Hidrofobni učinek (HE) je pogosto povezan z odstranjevanjem olja in vode pri okoliških pogojih in ima vodilno vlogo pri določanju strukture in stabilnosti biomolekularnega sestavljanja v vodnih raztopinah. V molekularni lestvici HE ima entropijo. Verjamemo, da hidrofobni delci inducirajo red v okoliški vodi z zmanjšanjem prostornine konfiguracijskega prostora, ki je na voljo za vodikovo vezavo. Tukaj z rezultati računalniške simulacije pokažemo, da ta tradicionalna slika, ki temelji na povprečnih strukturnih značilnostih hidratacijske vode, konfiguracijskih lastnosti posameznih molekul vode in do parnih korelacij, ni pravilna. Analiziranje kolektivnih nihanj v vodnih grozdih lahko zagotovimo temeljito novo sliko HE, ki temelji na izrazitih mnogoterih korelacijah, ki vplivajo na preklop vodikovih vezi (HBs) med molekulami. Te korelacije se pojavijo kot nelokalna kompenzacija za zmanjšana nihanja lokalnih elektrostatičnih polj v prisotnosti nepolarne solute. Predlagamo alternativni pogled, ki je lahko tudi oblikovan kot načelo maksimizacije: Elektrostatični šum, ki deluje na molekule vode, se maksimizira pod omejitvijo, da vsaka molekula vode v povprečju ohranja čim večje število HBs. V prisotnosti raztopine je maksimiziran elektrostatični hrup rezultat nelokalnih nihanj v labilnem omrežju HB, kar povzroča močne korelacije med najmanj štirimi molekulami vode.
COBISS.SI-ID: 5094426