Dans l’eau, les molĂ©cules hydrophobes sont entourĂ©es de deux populations d’eau diffĂ©rentes: la coque interne forme un rĂ©seau bidimensionnel de molĂ©cules d’eau. La couche suivante est formĂ©e par une deuxiĂšme inhabitants d’eau qui est presque en vrac mais forme des liaisons hydrogĂšne lĂ©gĂšrement additionally fortes avec l’eau en vrac. L’hypothĂšse Ă  ce jour Ă©tait que l’eau tĂ©traĂ©drique « semblable Ă  de la glace » domine dans l’enveloppe d’hydratation la additionally interne des molĂ©cules hydrophobes. Le contraire est le cas. Ces nouvelles dĂ©couvertes ont Ă©tĂ© publiĂ©es par l’Ă©quipe dirigĂ©e par la professeure Martina Havenith, prĂ©sidente de la chimie physique II et prĂ©sidente du groupe d’excellence Ruhr Explores Solvation de la Ruhr-UniversitĂ€t Bochum (RUB) dans The Journal of Physical Chemistry Letters le 18 juin 2020.

Perspectives par spectroscopie THz et simulations

Dans leur Ă©tude, les chercheurs ont Ă©tudiĂ© le rĂ©seau de liaisons hydrogĂšne autour du tert-butanol, un alcool solvatĂ© hydrophobe, motor vehicle les chercheurs utilisent des alcools comme modĂšles prototypes de molĂ©cules hydrophobes. L’Ă©quipe a combinĂ© les rĂ©sultats de la spectroscopie tĂ©rahertz (THz) et des simulations.

Fin de l'hydratation hydrophobe: chimie des solvants

En spectroscopie THz, les chercheurs mesurent l’absorption du rayonnement THz dans un Ă©chantillon. Le spectre d’absorption fournit une empreinte digitale du rĂ©seau d’eau.



Une good couche

Dans leur Ă©tude, ils ont obtenu une graphic dĂ©taillĂ©e des couches d’eau entourant la molĂ©cule. «Nous appelons la couche la in addition interne« HB-wrap », oĂč HB signifie liaison hydrogĂšne-eau», explique Martina Havenith. La couche supĂ©rieure est appelĂ©e «HB-hydratation2 en vrac» car elle dĂ©crit l’interface avec l’eau en vrac. CombinĂ©es, les deux couches du revĂȘtement ne sont parfois pas plus Ă©paisses qu’une seule couche de molĂ©cules d’eau. « Parfois, une seule molĂ©cule d’eau peut faire partie des deux couches », explique Havenith.

La couche intérieure est as well as stable

Lorsque la tempĂ©rature augmente, la couche extĂ©rieure fond en premier, la couche d’enveloppe HP reste intacte as well as longtemps. « La couche interne a Ă©galement moins de libertĂ© pour previous des configurations distinctes en raison de l’hydrophobicitĂ© du soluté », prĂ©cise le chercheur. « Comme les molĂ©cules d’eau individuelles doivent toujours se dĂ©tourner de l’alcool, elles forment un rĂ©seau lĂąche Ă  deux proportions. » Les molĂ©cules d’eau dans la couche externe ont plus de libertĂ© de mouvement et donc in addition de possibilitĂ©s de se connecter avec d’autres molĂ©cules d’eau les chercheurs qualifient ce phĂ©nomĂšne de as well as grande entropie.

Ce style d’interaction est pertinent pour les processus de repliement des protĂ©ines ainsi que pour la reconnaissance biomolĂ©culaire entre un mĂ©dicament et sa molĂ©cule cible. Comprendre le rĂŽle de l’eau joue un rĂŽle very important dans le processus.

Le financement

L’Ă©tude a Ă©tĂ© financĂ©e par la Fondation allemande pour la recherche (DFG) dans le cadre du cluster d’excellence Ruhr Explores Solvation, code de financement EXC 2033-390677874-Resolv, par la Dynawin-Grant 14-CE35-0011-01 germano-française de l’Agence nationale de la recherche et DFG, et par Genci-France-Grant 072484 (Cines / Idris / TGCC). Martina Havenith est financĂ©e par une subvention avancĂ©e du Conseil europĂ©en de la recherche, numĂ©ro de subvention 695437.