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大分子表面水合壳层结构的中子全散射研究
项目类别:自然科学基金大科学装置联合基金
项目编号:U1932161
参与人员:程贺,左太森,马长利,焦贵省,韩泽华等
起止日期:2020.01-2022.12

使用中子全散射、分子动力学模拟为主要研究手段,在水溶性大分子的亚浓、浓溶液

和溶胀体系中,建立水合壳层的最可几全原子结构,明确水合壳层中的水分子在大分子表

面的亲水、憎水区的最可几排列方式,和密度变化情况;阐明水合壳层的结构对大分子动

力学、动态学转变的影响。由于水溶性大分子表面既有亲水,又有疏水基团,所以水合壳

层的结构非常复杂。X射线对氢元素不敏感;核磁、介电、荧光等实验手段只能在能量空

间测量水合壳层的各种动态驰豫,并以此反推其作用机理。这种间接推断的方法存在固有

缺陷,对一些基本物理问题的研究产生不同的解释,比如:大分子表面水合壳层中水分子

的结构模型、水合壳层的动态转变与蛋白质活性的关系。中子全散射与计算模拟技术的发

展,使我们能够使用氘代的方法,在倒空间观察无序大分子的最可几全原子结构,建立直

观的水合壳层中水分子的全原子结构模型,为明确水合壳层在蛋白质功能化中的作用打下

基础。