Studio su scala atomica di soluzioni acquose attraverso NDIS combinata con simulazioni EPSR

Abstract

Lo scopo del lavoro è quello di dimostrare che uno studio a livello atomico della struttura di soluzioni acquose possa essere utile per descrivere le proprietà di alcune biomolecole. Tale studio è stato realizzato per mezzo di misure di diffrazione neutronica con sostituzione isotopica, combinate con le simulazioni EPSR. Nel lavoro sono state affrontate tre differenti problematiche. In primis si è studiato l’effetto della temperatura sulla struttura dell’acqua. Si è osservato che a T=353 K essa forma un network tetraedrico distorto di molecole legate per mezzo di legami idrogeno rispetto a T=300 K. Successivamente si è discusso in che modo una descrizione a livello atomico dell’idratazione del glucosio potesse spiegarne le sue caratteristiche di carboidrato dolce nell’ambito della teoria del sapore dolce negli zuccheri. A tal proposito sono state studiate due soluzioni di glucosio a due differenti concentrazioni. I risultati sono stati inoltre confrontati con quanto ottenuto per soluzioni di trealosio e cellobiosio entrambi disaccaridi del glucosio ma con differenti proprietà. Lo studio a livello atomico dell’idratazione ha consentito dunque di stabilire una connessione tra l’interazione dei carboidrati con l’acqua e le funzioni assolte dal carboidrato stesso. Infine è stata affrontata la problematica dell’idratazione e dell’aggregazione di un amminoacido, la glicina, quando in soluzione acquosa. E’ stato osservato che sia l’aumento della temperatura che della concentrazione di glicina in acqua concorrono all’aggregazione della glicina in soluzione. Negli ultimi due casi affrontati, si indaga il ruolo fondamentale dell’acqua come “rivelatore” della capacità di formare legame di un determinato sito potenzialmente attivo o come ostacolo (in quanto compete) all’interazione.