Dependencia con la temperatura de la estructura del agua de hidratación de proteínas y la transición líquido líquido

ACCORDINO S.; MALASPINA D.C; RODRIGUEZ FRIS J.; ALARCÓN L.; APPIGNANESI G.

Congreso; 97° Reunión Nacional de Física; 2012

Se estudia la dependencia con la temperatura de la estructura y la orientación de las primeras capas de hidratación de la proteína lisozima y se la compara con la situación de una superficie hidrofóbica modelo homogénea: una hoja de grafeno. Se demuestra que en ambos casos, estas capas son mucho mejor estructuradas que el seno del agua. La restricción geométrica de la interfaz hace que las moléculas de agua adyacentes a la superficie pierdan un puente de hidrógeno agua-agua y expulsen a los cuartos vecinos lejos de la superficie, con la consiguiente reducción de la densidad local. La disminución de la temperatura mejora la ordenación de las moléculas de agua de hidratación, pero conservando dicho efecto geométrico. Para el caso de grafeno, esto favorece una estructuración local tipo hielo Ih de manera similar a la interfase agua-aire, pero de modo opuesto a lo largo del eje c del plano basal (mientras que las moléculas de agua vecinas a la interfaz del aire orientan un hidrógeno hacia la superficie, los átomos de oxígeno de las moléculas de agua cercanas al plano de grafeno orientan un par de electrones en esa dirección). A su vez, mostramos que el caso de las primeras capas de hidratación de la molécula de lisozima, si bien más complicado, sigue mostrando signos de ambos tipos de comportamiento, junto con una tendencia de ciertas moléculas de agua a formar puentes de hidrógeno con la proteína como donantes y como receptores. Además, ponemos en evidencia la existencia de signos de una transición líquido-líquido (cruce de una línea de Widom) en diferentes parámetros estructurales a la temperatura correspondiente a la transición dinámica que usualmente se refiere incorrectamente como ?la transición vítrea de proteínas?.