Scaling relation for the bond length, mass density, and packing order of water ice
水和冰中分子的堆积顺序和相邻氧原子之间的距离（dOO）是最基本但令人困惑的。在这里，我们提出了一个缩放解决方案，用于此目的的基础上，只有质量密度（gcm-3），（方程）其中dL是长度（π）的O：H范德华键和dH的H-O极性共价键投影在O--O线。通过测量的压缩冰的质子对称性，水和冰的dOO，以及dOO在水面上的膨胀，该解决方案证实了波动，四面体配位结构是唯一的水冰。
2013-05-18 cond-mat.soft physics.chem-ph
A molecular equation of state for alcohols which includes steric hindrance in hydrogen bonding
在本文中，我们开发的第一个状态方程含醇的混合物，其中包括两个电子孤对氢键受体网站之间的空间位阻醇的羟基氧的影响。该理论是在Wertheim的多密度统计力学的二阶微扰理论中推导出的。新方法的准确性证明了应用到纯甲醇和乙醇和二元乙醇/水混合物。它表明，新的方法给出了一个实质性的改进，在预测的氢键结构的纯酒精和酒精/水的混合物相比，标准的一阶方法。
2018-10-01 cond-mat.soft physics.chem-ph
Cooperative O-H$\cdotsπ$ and C-H$\cdots$O Hydrogen Bonding in Benzene-Methanol Solution: Strong Structures from Weak Interactions
弱氢键，如O-H $\cdotsπ$和C-H $\cdots$ O，在包括生物化学组装、分子识别和化学选择性在内的广泛的重要自然和工业过程中是关键的。在这项研究中，我们使用中子衍射结合全面的H/D同位素取代，以获得详细的空间和取向的苯-甲醇溶液中的结构图片。该系统为我们提供了一个典型的情况下，芳环可以作为氢键受体（通过$π$电子密度）和/或氢键供体（通过CH基团），与合作效应的潜力。我们的分析将苯置于我们参考框架的中心，并首次揭示了在溶液中O-H $\cdotsπ$相互作用是高度局部化和定向的，氢原子位于环质心的正上方/下方，距离为2.30 nm，羟基键轴垂直于芳族平面。甲醇在本体液体中形成链和环状图案的趋势表现在高度模板化的对称赤道溶剂化结构中;甲醇分子包围苯，使得O-H键与芳环共面，而氧通过同时分叉的氢键与C-H基团相互作用。相比之下，C-H $\cdotsπ$相互作用被降级为更远的观众的角色。因此，实验观察到的溶剂化表明，弱氢键也可以在液相中产生强有序的合作结构基序。
2022-12-20 cond-mat.soft physics.chem-ph
Probabilistic approach to the length-scale dependence of the effect of water hydrogen bonding on hydrophobic hydration
我们提出了一种水-水氢键的概率方法，该方法允许获得每个水分子的键数作为其与疏水性颗粒的距离和疏水性半径的函数的解析表达式。这种方法可以用于密度泛函理论（DFT）和计算机模拟，以检查粒子的水合作用和溶剂介导的相互作用的颗粒尺寸的影响。例如，它允许一个明确地确定水氢键贡献的外部电位，其中一个水分子受到附近的疏水。该模型的DFT实现预测的水合自由能每单位面积的球形疏水物是急剧敏感的疏水物半径为小半径和弱敏感，大的，这证实了小和大的长度尺度的粒子通过不同的机制发生的水合的愿景。另一方面，该模型预测，即使是足够小的半径的非极性粒子的水合作用可能会成为philically有利的，由于成对（分散）水-水和水-疏水相互作用的能量的相互作用。这揭示了以前的反直觉观察（理论和模拟），两个惰性气体分子更喜欢形成溶剂分离的对，而不是接触的对。
2013-03-18 cond-mat.soft physics.chem-ph
Mpemba paradox: Hydrogen bond memory and water-skin supersolidity
数值再现的测量，皮肤超固体和氢键记忆的实验证据澄清，Mpemba悖论集成的源路径漏循环系统中的热发射-传导-耗散动力学。
2015-01-05 cond-mat.soft
A second order thermodynamic perturbation theory for hydrogen bond cooperativity in water
第一性原理量子力学计算已经广泛地证明了水具有很强的氢键协同性。经典的分子模拟和统计力学方法通常假设成对加和性，这意味着它们不能解释这些三体和更高的协同效应。在本文中，我们扩展了二阶热力学微扰理论，以纠正在4位水的氢键协同。我们发现，缔合理论给出了实质上不同的预测比一阶的结果，其中不包括氢键协同。通过比较光谱，中子衍射和分子模拟数据，我们表明，该理论准确地预测水的氢键结构作为温度和密度的函数。
2017-01-11 cond-mat.soft
Missing short-range interactions in the hydrogen bond of compressed ice
结合拉格朗日-拉普拉斯力学和已知的长度-刚度松弛动力学的压力依赖性，我们已经确定了关键的，但往往被忽视的，在压缩冰的氢键的短程相互作用。这种方法已经能够确定的力常数，内聚能，势能的vdW和共价链段在每个准平衡态，以及它们的压力依赖性。证明了电子对间库仑排斥和链段强度差异在确定不对称氢键弛豫动力学和冰的异常性质中的重要性，结果证实了压缩缩短和硬化OH键，同时延长和软化共价键。
2013-05-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Water dynamics: Relation between hydrogen bond bifurcations, molecular jumps, local density & hydrophobicity
水的结构和动态仍然是一个挑战。解决氢键的性质是这个难题的核心。在这里，我们采用从头算分子动力学（AIMD）模拟在很宽的温度范围内。总模拟时间约为2 ns。模拟了本体水和存在小疏水分子的水。我们表明，大角度跳跃和键分叉是水动力学的基本性质，并且它们与局部密度和氢键伸展振荡密切相关，范围从大约60到几百飞秒：局部密度差异是键分叉的驱动力和随之而来的大角度跳跃。这些跳跃与最近预测的能量不对称性密切相关。我们的分析似乎也证实了氧原子上的孤对电子提供的所谓负性轨道的存在，以使水旋转。
2013-03-29 cond-mat.soft physics.chem-ph physics.comp-ph
Hydrogen-bond relaxation dynamics: Resolving mysteries of water ice
我们研究了O：H-O键在压缩，加热，分子配位不足下的松弛，并声称对水冰最着名的奥秘，如冰起泡，冰光滑，降级和温水冷却得更快，有一个普遍的解决方案。研究表明，O：H-O键的链段差异和O-O排斥性形成了水和冰的灵魂，决定了水和冰的非凡适应性、协同性、可恢复性和敏感性。
2018-09-03 cond-mat.soft
Algorithm for anisotropic diffusion in hydrogen-bonded networks
在本文中，我描述了一个专门的算法，各向异性扩散确定的领域的过渡率。该算法可以用来描述一些有趣的形式的扩散，发生在研究质子运动的氢键网络。该算法产生的数据，需要一个非标准的光谱分析方法，这也是在这里开发。最后，我将该算法应用到一个简单的具体例子。
2007-04-04 cond-mat.soft
Three-body Hydrogen Bond Defects Contribute Significantly to the Dielectric Properties of the Liquid Water-Vapor Interface
在这封信中，我们提出了一个简单的模型，水界面的分子结构，我们用这个模型来隔离氢键的液体水蒸气界面的介电性能的影响。通过比较这个模型的原子模拟的结果，我们表明，在界面处的分子取向的各向异性分布可以理解通过考虑一个单一的水分子通过经验氢键势与平均界面密度场相互作用的行为。我们说明，这种取向各向异性的深度依赖性是由氢键的几何约束，我们表明，模拟的取向分布的主要特征可以通过假设一个理想化的，完美的四面体氢键几何再现。我们还表明，非理想的氢键的几何形状所需的平均取向极化和极化率产生界面的变化。我们发现，这些界面特性包含显着的贡献，从一个特定类型的几何扭曲的三体氢键缺陷，优先稳定在界面上。因此，我们的研究结果表明，液体水-蒸汽界面的介电特性是由集体分子相互作用，是独特的界面环境。
2018-01-05 cond-mat.soft
Hydrogen-bond equilibria and life times in a supercooled monohydroxy alcohol
收集了2-乙基-1-己醇的介电损耗谱，该介电损耗谱覆盖了13个十年的频率，该单羟基醇表现出突出的Debye样弛豫，典型的几类氢键键合液体。的介电吸收振幅的热变化与氢键平衡人口，实验映射出使用近红外（NIR）和核磁共振（NMR）测量同意。尽管这种协议，温度跳跃近红外光谱表明，氢键转换率不定义的频率位置的突出吸收峰。这与基于此的普遍概念和模式形成对比，但与最近的做法一致。
2011-06-29 cond-mat.soft
Effect of temperature and glycerol on the hydrogen-bond dynamics of water
甘油、水和甘油-水二元混合物对生物分子结构和动力学的影响已经得到很好的研究。然而，关于甘油浓度和温度变化对水动力学的影响，还有很多东西有待了解。研究了浓度和温度对水分子形成氢键网络的影响。网络的弛豫时间与每个水分子的平均氢键数有很强的相关性，水分子中氧和氢原子的径向分布函数阐明了浓度对水分子结构和聚集的影响。
2015-08-27 cond-mat.soft
On the role of interfacial hydrogen bonds in "on-water" catalysis
许多实验已经证明，当在非均相水乳液中进行时，许多种类的有机反应表现出增加的反应速率。尽管所观察到的“对水”催化效应和一些机理研究具有巨大的实际意义，但其微观起源仍不清楚。本文将第二代Car-Parrinello分子动力学方法推广到基于自洽电荷密度泛函的紧束缚方法，研究了偶氮二甲酸二甲酯与四环烷的Diels-Alder反应的“水上”催化作用.我们发现，悬挂的氢键暴露在水界面的过渡态的稳定起着显着较小的作用，在“对水”催化比以前已经建议。
2014-08-21 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
Temperature dependence of the hydrogen bond network in Trimethylamine N-oxide and guanidine hydrochloride - water solutions
我们提出了一个X射线康普顿散射研究水三甲胺N-氧化物（TMAO）和盐酸胍溶液（GdnHCl）作为温度的函数。独立于溶剂的浓度，康普顿配置文件几乎类似于液态水作为温度的函数的结果。然而，从康普顿轮廓提取的每个水分子的氢键数表明，随着温度的升高，所有研究样品的氢键减少，水和溶液之间的差异很小。然而，数据表明，随着TMAO浓度升高至5 M，键弱化减少至7.2%，而纯水为8%。相比之下，GdnHCl的加入似乎表现不同的浓度高达3.1 M的氢键结构的温度响应的影响较弱。
2017-10-17 cond-mat.soft
Hydrogen bond dynamics at the glass transition
氢键键合的玻璃形成剂中的玻璃化转变不同于其它玻璃形成剂中的玻璃化转变。高粘性流的Eshelby重排叠加强烈不对称的氢键断裂过程，负责多余的机翼。它们对剪切松弛谱的影响在甘油中是强的，在PPE中接近于零，反映了氢键对高频剪切模量的贡献的强度。最近的理论的高粘性流动，使一个定量的共同描述的弛豫谱的剪切，线性和非线性的剪切，和热容量。
2021-11-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.soft
Cylindrical quantum wires with hydrogen-bonded materials
本文分析了圆柱形量子线的性质。发现了该结构的元激发能和单粒子波函数。对于圆柱形量子线，求出了相变温度，研究了顺电相的极化率行为。
2002-09-06 cond-mat.soft
Local intermolecular structure, hydrogen bonding and related dynamics in the liquid cis/trans N-methylformamide mixture: A density functional theory based Born-Oppenheimer molecular dynamics study
采用Born-Oppenheimer分子动力学模拟技术，系统地研究了室温和密度条件下，N-甲基甲酰胺液体混合物的局部分子间结构及其动力学.特别注意了顺式和反式构象周围的局部结构以及与其最近邻的氢键的形成和动力学。计算的原子-原子径向分布函数与实验数据吻合得很好，揭示了不同类型的氢键分子间相互作用的存在。顺式构象形成的平均氢键数高于反式构象。此外，在液体中形成的氢键的寿命较长时，顺式构象参与键的形成，无论是作为供体或受体。这些发现清楚地表明，液体中顺式构象异构体周围的局部结构网络更具凝聚力。后者的发现也反映在较慢的顺式构象和原子速度时间关联函数的谱密度的低频和高频区域的再取向动力学。最后，计算的平均偶极矩的反式和顺式构象显着高于其相应的气相值，这表明在这种特定的极性液体溶剂中的极化效应的重要性。
2022-09-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Ideally Glassy Hydrogen Bonded Networks
公理化理论的理想玻璃网络，这已被证明是有效的，在描述相图和性能的硫族化物和氧化物玻璃和他们的外国接口，在这里扩大到包括分子间相互作用的氢键多元醇，如甘油，单糖（葡萄糖），和最佳的生物保护氢键二糖网络形成海藻糖。当键合层级的特征在于类似于Huckel和Pauling使用的化学方法的约束计数时，拉格朗日力学和Maxwell支架的方法在分子水平上是有用的。而牛顿分子动力学方法是有用的模拟大规模的相互作用的时间为10 ps的顺序，约束计数描述网络性质的玻璃（几乎平衡）的时间尺度，这可能是宇宙秩序的氧化物玻璃，或海藻糖年。理想的海藻糖玻璃状网络可能由可延伸的串联夹心阵列组成。
2005-08-05 cond-mat.soft
Water's Hydrogen Bond Strength
水对于生命的进化和延续都是必不可少的。它具有其他材料所无法找到的特殊性质，并且是赋予生命过程所必需的。这些性质是由氢键环境带来的，在液态水中尤其明显。每一个液态水分子都参与了大约四个氢键，这些氢键的强度远小于共价键，但远大于自然的热能。这些氢键大致呈四面体排列，使得当强烈形成时，局部聚集膨胀，从而降低密度。这种低密度结构在低温和过冷温度下自然发生，并产生许多物理和化学性质，证明液态水的特殊独特性。如果水的氢键实际上更强，那么水的行为与玻璃相似，而如果它们更弱，那么水将是气体，并且仅在零度以下的温度下以液体存在。这项研究的总体结论是，水的氢键强度集中在其适合生命的狭窄窗口内。
2007-06-10 cond-mat.soft physics.bio-ph
Dynamics of Bound and Free Water in an Aqueous Micellar Solution : Analysis of the Lifetime and Vibrational Frequencies of Hydrogen Bonds at a Complex Interface
为了了解复杂系统表面上界面水分子的性质和动力学，对全氟辛酸铯表面活性剂水胶束进行了大规模分子动力学模拟。计算了水分子与表面活性剂极性头基形成的氢键的寿命和分子间振动频率。我们早期的分类界面水分子，基于结构和能量的考虑，到绑定和自由类型的进一步验证了他们的动力学。水-表面活性剂氢键的寿命关联函数显示了结合水物种的长寿命性质。与表面活性剂形成单氢键的水分子比形成两个这样的氢键的水分子具有更长的寿命。不形成任何这样的氢键的自由水分子在其重定向动力学中的行为类似于本体水。形成两个这样的氢键的一些水分子被定向锁定在几百皮秒的持续时间。这些界面的水分子的分子间振动频率显示出显着的蓝移，除了在附近的邻近弯曲模式的一个类似的移位，相对于水分子在散装的Librational带。这些蓝移表明界面水分子周围结构的刚性增加。这是在最近的非相干，非弹性中子散射大分子溶液的数据很好的协议。本模拟的结果应该是相关的任何亲水表面附近的水的动力学的理解。
2003-02-04 cond-mat.soft
Hydrogen bond analysis of confined water in mesoporous silica using the reactive force field
利用反应力场对孔径为2.7 nm的纳米多孔二氧化硅中水的结构和动力学性质进行了大规模分子动力学模拟研究.计算了水的径向分布函数和扩散系数，孔隙中心处的数值与实际水的实验值吻合较好。此外，孔被分成薄的同轴层，和平均氢键数，氢键寿命，和氢键强度作为从孔中心轴的径向距离的函数进行计算。分析表明，涉及硅烷醇（Si-OH）的氢键具有较长的寿命，虽然每个原子的平均氢键数并没有从孔中心的变化。这些氢键的较长寿命以及较小的扩散系数归因于它们的较大强度。
2019-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Ion Hydration and Associated Defects in Hydrogen Bond Network of Water: Observation of Reorientationally Slow Water Molecules Beyond First Hydration Shell in Aqueous Solutions of MgCl$_2$
通过经典的分子动力学模拟，使用两个众所周知的非极化水模型的离子的存在下，在中等到高浓度，对水分子的动力学性质的影响进行了研究。模拟结果表明，氯化镁（MgCl $_2$）的存在下诱导扰动的氢键网络的水，导致形成散装状域与\textquoteleft缺陷网站\textquoteright-在这样的域的边界上：在这样的缺陷网站的水分子具有比那些在散装水的氢键数量较少。计算了不同离子浓度下缺陷水分子偶极矢量的重取向自相关函数，并与纯水体系进行了比较。早期的实验和模拟研究表明，在许多溶解离子的第一水化壳层中，水分子的重取向动力学存在显着差异。这项研究的结果表明，缺陷水分子，这是超出了第一水合壳的离子，也经历了显着放缓的重定向时间作为浓度的函数的情况下，氯化镁$_2$。然而，向水中加入氯化铯（CsCl）即使在较高浓度下也不会显著干扰水的氢键网络。MgCl $_2$和CsCl之间的这种行为差异与众所周知的Hofmeister系列一致。
2014-12-18 cond-mat.soft
Hydrogen Bond Dynamics Near A Micellar Surface: Origin of the Universal Slow Relaxation at Complex Aqueous Interfaces
用长时间分子动力学模拟研究了胶束表面水分子之间以及水分子与极性头基之间的氢键动力学。PHG和水分子之间的氢键的寿命被发现是远远长于任何两个水分子之间的氢键的寿命，并且可能是有组织的组件的亲水表面的一般特征。对单个水轨迹的分析表明，水分子可以保持与胶束表面结合超过100皮秒。水分子从束缚态到自由态转变的活化能估计约为3.5kcal/mole。
2002-08-14 cond-mat.soft
Water's interfacial hydrogen bonding structure reveals the effective strength of surface-water interactions
亲水表面与水的相互作用可以显著地影响液态水界面的特性。在这篇手稿中，我们探索这种影响，通过研究的分子结构的液体水在无序表面与可调的表面水的相互作用。我们结合全原子分子动力学模拟与平均场模型的界面氢键分析的影响，表面水相互作用的结构和能量性质的液态水界面。我们发现，水的分子结构在弱相互作用（即，疏水性）表面是抗改变的，除非表面-水相互作用的强度高于某一阈值。我们发现，低于此阈值水的界面结构是均匀的，不敏感的无序表面的细节，然而，高于此阈值水的界面结构是不均匀的。尽管这种异质性，我们表明，分子取向的平衡分布可以用来量化的表面-水的相互作用，特别是有助于修改界面氢键网络的能量成分。我们确定这种特定的充满活力的组成部分作为一种新的衡量亲水性，我们称之为内在亲水性。
2018-01-31 cond-mat.soft
Tetrahedrality, hydrogen bonding and the density anomaly of the central force water model. A Monte Carlo study
采用正则和巨正则统计系综下的Monte Carlo计算机模拟研究了中心力（CF 1）水模型的性质。该模型较好地再现了H $_2$ O分子的分子内结构。重点是氢键，四面体，$q$，和翻译，$τ$，序参量。一个充满活力的氢键的定义给出了更一致的结果相比，一个参数的距离标准的平均氢键数。在300 K时，得到的平均值为3.8。$q$和$τ$度量被用来阐明CF 1模型的类水异常行为。结构异常导致密度异常，模型的密度与实验$ρ(T)$趋势吻合得很好。探讨了该模型状态方程的化学势-密度投影。在足够低的温度下观察到汽液共存。
2021-10-09 cond-mat.soft
Electrohydrodynamic Stresses from Hydrogen-Bond Network Dynamics in Water
Electrosoft labs LLP
研究氢键网络动力学对电液动力学流体的影响，结合分子动力学与连续理论，量化重现测量的粘电系数，揭示微观机制。
2026-03-13 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Properties of hydrogen bonded network in ethanol-water liquid mixtures as a function of temperature: diffraction experiments and computer simulations
新的X射线和中子衍射实验已经进行了乙醇-水混合物作为一个功能的温度降低，这样的衍射数据，现在可以在整个组成范围内。广泛的分子动力学模拟表明，应用全原子间相互作用势是足够的洞察氢键网络结构，以及它的变化冷却。各种工具已被用于揭示有关氢键的细节，如确定氢键受体和供体网站，计算集群大小分布和集群拓扑结构，以及计算拉普拉斯光谱和分形维数的网络。结果发现，5元氢键环占主导地位的乙醇含量高达70%，在室温下，浓度环结构几乎消失。渗透已经得到了特别的关注，因此可以表明，在低温下，接近冰点，甚至含有90%乙醇的混合物也具有3D渗透网络。此外，即使在室温下，水子网络也会发生渗透，在50%乙醇附近发生渗透转变。
2021-04-06 cond-mat.soft
Hydrogen-bonded aggregates in the mixtures of piperidine with water: thermodynamic, SANS and theoretical studies
类似于半笼形化合物的结构可能出现在胺摩尔分数低于0.03的哌啶的液体水溶液中。随着浓度的增加，结构逐渐衰减，但哌啶与水的1：1复合物仍然通过O-H键相互连接。水分子间的O键。双连续微乳液类型的周期顺序发生在摩尔分数从0.08到0.5的范围内。在富含哌啶的混合物中，1：1络合物均匀地分散在胺中。这些配合物较低的稳定化能可能导致哌啶与水完全互溶。
2022-03-02 cond-mat.soft
Quasi-one-dimensional hydrogen bonding in nanoconfined ice
本研究利用机器学习驱动的第一性原理模拟，发现纳米受限冰中存在偏离传统冰规则的准一维氢键新结构，揭示了氢键与范德华作用的特殊耦合及其引发的非典型质子行为。
2024-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Hydrogen bonding and coordination in normal and supercritical water from X-ray inelastic scattering
从非弹性散射X射线的康普顿散射导出了从正常状态到超临界状态条件下水中氢键的直接测量。首先，我们表明，在不同的热力学条件下参与氢键的电子数$n_e$的测量可以直接从康普顿轮廓的差异。然后，我们使用第一性原理模拟，以提供一个连接$n_e$和氢键数$n_{HB}$。我们的研究表明，在广泛的范围内研究的$n_e$和$n_{HB}$之间的关系是线性的，允许在水中的键合和配位的直接实验测量。特别地，向超临界状态的转变的特征在于水单体的数量急剧增加，但也显示出大量的残留二聚体和三聚体。
2007-02-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Friction contribution to water-bond breakage kinetics
基于分子动力学模拟得到的水分子对分离的轨迹，我们研究了体相水中的键断裂动力学。从平均首次通过时间的频谱，福克-普朗克方程使我们能够推导出沿分离坐标的扩散率分布，从而明确地解开自由能和局部摩擦对分离动力学的影响。对于紧密配位的水，摩擦力是散装水的六倍，这可以解释为涉及额外正交坐标的主导反应路径。
2011-11-02 cond-mat.other cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Competition between hydrogen bonding and electric field in single-file transport of water in carbon nanotubes
最近的研究表明，即使在直径较小（0.822 nm）的纳米管的情况下，水也可以通过碳纳米管传输。在这种情况下，水显示出亚连续谱传输后，有序的一维结构稳定的氢键。在这项工作中，我们报告的MD模拟描述的影响，在这个单列水在碳纳米管的传输垂直电场。我们表明，水的渗透大大减少2-3 V/nm的场强，它不再是可能的垂直场下4 V/nm。
2011-06-22 cond-mat.soft physics.comp-ph
Concerted motion of protons in hydrogen bonds of DNA-type molecules
本文研究了DNA型双螺旋碱基对中氢键中质子转移的动力学行为。在弹性自由度和隧穿自由度耦合的假设下，导出了描述质子隧穿协同运动的非线性非局域薛定谔方程（SNLNL）.对SNLNL解的粗略估计表明，质子的协同隧穿和双螺旋的对称性之间存在密切的相互作用。
2001-02-26 cond-mat.soft q-bio
Plasticity of hydrogen bond networks regulates mechanochemistry of cell adhesion complexes
作用于细胞黏附受体蛋白的机械力通过与配体的非共价相互作用的形成和破裂来调节一系列细胞功能。通常，力会降低完整复合物的寿命（滑动键），这使得发现这些寿命也可以延长（“捕获键”），这是一个惊喜。我们创建了一个微观分析理论，将选择素和整合素受体的结构纳入一个基于随机方程理论的概念框架，定量解释了广泛的实验数据（包括在低力下的捕获键和在高力下的滑动键）。捕获键的出现是由于力诱导的氢键网络重塑，这一发现也解释了结构无关的整合素-纤连蛋白和肌动球蛋白复合物的解结合。对于选择素家族，氢键网络的重塑驱动变构转变，导致形成仅由受体结构决定的最大数量的氢键，并且与配体无关。类似的转变使我们能够预测$α_5 β_1$整联蛋白-纤连蛋白复合物（一种尚未结晶的构象）的特定变构状态中氢键数量的增加。我们还做出了一个可测试的预测，即与选择素相关的配体中的单点突变（Tyr 51 Phe）与野生型相比应该会显着改变捕获键的性质。我们的工作表明，自然界利用氢键的韧性网络来设计各种力的功能。
2014-06-12 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Dynamics of Hydrogen Bonds Coupling on the Specific DNA-Protein Interactions
我们提出了一个动力学模型描述DNA和一个特定的结合蛋白质之间的相互作用，涉及远程传输。动力学依赖于DNA和蛋白质之间以及碱基对之间形成的氢键之间的耦合，因为它们解释了结合的位点特异性。我们采用带有耦合项的Morse势来构造哈密顿量。该模型引起呼吸激发，对应于DNA泡的形成，其作为遗传信息的载体传播。我们研究了各种可能的耦合动力学，并建议在描绘复性或杂交过程的模型的可行性。
2016-03-15 cond-mat.soft nlin.PS q-bio.BM
Competition for hydrogen bond formation in the helix-coil transition and protein folding
生物聚合物在明确的溶剂，如水，氢键与溶剂的能力的螺旋线圈过渡的问题是解决分析使用适当修改的版本的广义模型的多肽链。在较低温度下，除了常规的螺旋-螺旋转变外，还发现了额外的螺旋-螺旋或凹入转变。由于聚合物-聚合物和聚合物-水氢键之间的竞争，产生了凹入转变。两种类型的氢键之间的平衡可以通过温度的变化，也可以通过压力，机械力，渗透应力或其他外部影响而向任何一个方向移动。多肽和多核苷酸都被认为是在一个统一的形式主义。我们的方法提供了一个解释的实验困难的观察与压力的折返过渡，并强调了DNA的研究拉实验的优势。结果进行了讨论，并与最近的一些出版物中所报道的一个显着的协议水平进行了比较。
2011-03-16 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech q-bio.BM
