磷脂膜间纳米限域水中氢键网络的拓扑结构
软凝聚态物质
2021-01-18 v1
摘要
水为许多细胞组分的组装与稳定提供了驱动力。尽管水对生物功能有重要影响，但关于其在软限域下结构与水动力学的纳米尺度理解仍难以捉摸。正如预期，与生物膜接触的水在距磷脂头基约 nm 处恢复了其体相密度与动力学，但令人惊讶的是，其中程有序性(IRO)增强的距离至少为前者的两倍。在此，我们探究 IRO 如何与水的氢键网络(HBN)及其配位缺陷相关联。我们通过水合水超过八个配位壳层的 HBN 改变来表征增强的 IRO。HBN 分析强调了在距膜约 nm 处存在一个束缚-非束缚水界面。非束缚水具有介于束缚水与体相水之间的缺陷分布，但其密度与动力学类似于体相水，而束缚水具有降低的热能以及比低温水多得多的 HBN 缺陷。这一观察结果可能对于发展生物相互作用的纳米尺度模型以及理解水和拓扑结构的改变（例如由于细胞外离子浓度变化）如何影响疾病与信号传导具有基础性意义。更一般地，它为我们研究纳米限域水提供了一个不同的视角。
引用
@article{arxiv.2101.06151,
title = {Network Topology in Water Nanoconfined between Phospholipid Membranes},
author = {Fausto Martelli and Jason Crain and Giancarlo Franzese},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.06151},
year = {2021}
}