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首页> 外文期刊>Biophysical Chemistry: An International Journal Devoted to the Physical Chemistry of Biological Phenomena >Why continuum electrostatics theories cannot explain biological structure, polyelectrolytes or ionic strength effects in ion-protein interactions
【24h】

Why continuum electrostatics theories cannot explain biological structure, polyelectrolytes or ionic strength effects in ion-protein interactions

机译：为什么连续体静电学理论无法解释离子-蛋白质相互作用中的生物结构，聚电解质或离子强度效应

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Continuum electrostatics models for ions in water provide apparent long range electrostatic explanations for the forces on ions. However the electro-chemical free energy of solvation of ions resides largely in the first two water layers, which control the interfacial behavior of the ions and require explicit modeling to capture their distinctive behaviors. The resulting short range forces produce such surprising charge density-dependent behaviors as ion adsorption onto nonpolar surfaces, like charge aggregation of ions, and substantial ion pairing preferences, which arise largely from the affinity of specific ions for individual water molecules. Specific ion effects controlled by the local water affinity of the ion show a diagnostic change of sign between strongly hydrated Na~+ and weakly hydrated K~+ and between strongly hydrated F~ and weakly hydrated Cl~-, in both cases marking the strength of water-water interactions in bulk solution, a critical benchmark missing from continuum electrostatics models.
机译：水中离子的连续谱静电模型为作用在离子上的力提供了明显的远距离静电解释。但是，离子化的电化学自由能主要存在于前两个水层中，这控制了离子的界面行为，并需要进行显式建模以捕获其独特行为。产生的短程力产生令人惊讶的电荷密度依赖性行为，例如离子吸附到非极性表面上，例如离子的电荷聚集，以及明显的离子对偏好，这主要是由于特定离子对单个水分子的亲和力所致。由离子的局部水亲合力控制的特定离子效应显示出在强水合的Na〜+和弱水合的K〜+之间以及强水合的F〜和弱水合的Cl〜-之间信号的诊断变化，这两种情况都标志着整体溶液中的水-水相互作用，这是连续静电模型中缺少的关键基准。

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