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Combined influence of ectoine and salt: spectroscopic and numerical evidence for compensating effects of aqueous solutions

  • Ectoine is an important osmolyte, which allows microorganisms to survive in extreme environmental salinity. The hygroscopic effects of ectoine in pure water can be explained by a strong water binding behavior whereas a study on the effects of ectoine in salty solution is yet missing. We provide Raman spectroscopic evidence that the influence of ectoine and NaCl are opposing and completely independent of each other. The effect can be explained by the formation of strongly hydrogen-bonded water molecules around ectoine which compensate the influence of the salt on the water dynamics. The mechanism is corroborated by first principles calculations and broadens our understanding of zwitterionic osmolytes in aqueous solution. Our findings allow us to provide a possible explanation for the relatively high osmolyte concentrations in halotolerant bacteria.

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Autor*innen:Marc Benjamin HahnORCiD, F. Uhlig, Tihomir Solomun, J. Smiatek, Heinz SturmORCiD
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Physical Chemistry Chemical Physics
Jahr der Erstveröffentlichung:2016
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Herausgeber (Institution):Royal Society of Chemistry
Verlag:Royal Society of Chemistry
Verlagsort:UK
Jahrgang/Band:18
Ausgabe/Heft:41
Erste Seite:28398
Letzte Seite:28402
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Sanitär- und Kommunaltechnik; Umwelttechnik
Freie Schlagwörter:Aqueous solution; Biological structure; Ectoine; Organic osmolytes; Raman spectroscopy; Water structure
DOI:10.1039/c6cp05417j
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-376761
URL:http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/cp/c6cp05417j#!divAbstract
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - Namensnennung
Datum der Freischaltung:24.10.2016
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:24.11.2016
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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