Proteins in solution: Fractal surfaces in solutions

Abstract

The concept of the surface of a protein in solution, as well of the interface between protein and 'bulk solution', is introduced. The experimental technique of small angle X-ray and neutron scattering is introduced and described briefly. Molecular dynamics simulation, as an appropriate computational tool for studying the hydration shell of proteins, is also discussed. The concept of protein surfaces with fractal dimensions is elaborated. We finish by exposing an experimental (using small angle X-ray scattering) and a computer simulation case study, which are meant as demonstrations of the possibilities we have at hand for investigating the delicate interfaces that connect (and divide) protein molecules and the neighboring electrolyte solution.

Впроваджено концепцiю поверхнi протеїну у розчинi, а також границi роздiлу мiж протеїном та “об’ємним розчином”. Коротко описано експериментальний метод розсiяння X-променiв при малих кутах i нейтронного розсiяння. Обговорено моделювання молекулярної динамiки як обчислювального iнструменту для вивчення гiдратацiйної оболонки протеїнiв. Розроблено концепцiю протеїнових поверхонь з фрактальним вимiром. Статтю завершено описом конкретного випадку експериментального (з використанням розсiяння X-променiв при малих кутах) та комп’ютерного дослiдження, щоб продемонструвати наявнi можливостi дослiдження делiкатних границь роздiлу молекул протеїну i розчину електролiту.