生物分子在水中的特异性与非特异性溶剂相互作用

溶剂相互作用，特别是水合作用，在化学和生物化学系统中至关重要。模型系统揭示了此类相互作用的微观细节。我们揭示了生物分子构建块吲哚 (C$_8$H$_7$N)，即色氨酸的发色团，在水中的一种特异性氢键模式：一个强局域化的 $\text{N-H}\cdots\text{OH}_2$ 氢键，以及非结构化的溶剂相互作用。这一见解来自对水溶液中吲哚电子结构的联合实验和理论分析。我们记录了水相吲哚的完整 X 射线光电子能谱和 Auger 谱，并通过从头算建模定量解释了所有峰。用于模拟价层和芯层光电子能谱的高效且精确的技术涉及最大重叠法和非平衡极化连续介质模型。双空穴电子布居分析定量描述了 Auger 谱。氮和碳的芯电子结合能突显了在 N-H 基团处与一个氢键合水分子的特异性相互作用，以及除此之外的非特异性溶剂相互作用。