耗尽力中焓与熵的平衡

添加到溶液中的溶质通常会显著影响分子过程，从胶体的悬浮或沉淀到生物分子关联和蛋白质折叠。在这里，我们重新审视了浸没在含有优先从大分子界面排除的共溶质的溶液中的大分子之间和内部出现的有效吸引相互作用的起源。直到最近，这些耗尽力被认为本质上是熵驱动的，主要源于增加共溶质可用空间的趋势。然而，最近的实验证据表明存在额外的、能量主导的机制。在这篇综述中，我们追踪了这些不同机制的新兴特征。通过汇编从蛋白质折叠到蛋白质-蛋白质相互作用等过程的一组可用热力学数据，我们表明被排除的共溶质可以通过两种不同的机制起作用，这些机制在很大程度上与其分子性质相关。对于许多聚合物，在低到中等浓度下，空间相互作用和分子拥挤效应占主导，机制是熵驱动的。相比之下，对于许多小的被排除溶质，如天然存在的渗透剂，机制由有利的焓主导，而熵贡献通常是不利的。我们回顾了这些热力学机制的可用模型，并评论了对能够解释观察到的全部耗尽力的新模型的需求。