塩漬け/塩漬けイオンは、カオトロープ/コスモトロープに分類できますか？

分子レベルでホフマイスターシリーズを理解しようとする試みは、多数の仮説を生み出しました。その多くは、異なる塩が水の構造的および動的特性を変更する方法を指します。最も有名で、同時に最も物議を醸すのは、構造破壊者（カオトロープ）または構造メーカー（コスモトロープ）としての共同協調物とイオンの分類と、それぞれ塩漬けおよび塩漬け剤としての識別です。この論文では、水の構造的および動的特性のイオン誘導変化と、疎水性相互作用の大きさを変えるこれらのイオンの能力を相関させる分子動力学シミュレーションの結果を示します。塩溶液中の水の特性のほとんどは、塩性相互作用を増加/減少させる塩の能力とともに単調に変化しますが、それらのどれも、塩漬けから塩漬けへの移行を予測することはできません。優先的な結合/除外分析により。さらに、いわゆるコスモトロープは実際に水の構造を減らすことができるため、コスモトロープとカオトロープという用語の使用は非常に誤解を招くことがわかります。具体的には、イオンが疎水性相互作用（カオトロープに起因する特性）を減らす能力は、水素結合の数と強度、結果として、水分子間の構造を増やす能力と相関していることがわかります。水水相互作用エネルギー（コスモトロープに起因する特徴）。それにもかかわらず、イオンへの結合が弱いため、水分子の粘度（および回転減衰率）が減少します（増加）。したがって、水の動的特性に影響を与える水分子間のイオン誘導構造秩序ではなく、イオン水相互作用の強度ではありません。我々の結果は、バイナリ、塩水、システムを介してのみ疎水性相互作用の塩誘発性変調を理解し、予測しようとする試みが不可能であることを示しています。

Attempts to understand the Hofmeister Series at the molecular level has yielded numerous hypotheses, many of which refer to the way different salts modify the structural and dynamical properties of water. The most famous, and at the same time the most controversial, is the classification of cosolutes and ions as structure-breakers (chaotropes) or structure-makers (kosmotropes), and their identification as salting-in and salting-out agents, respectively. In this paper, we present results from molecular dynamics simulations correlating the ion-induced changes of the structural and dynamical properties of water and the ability of these ions to alter the magnitude of the hydrophobic interaction. Although most of the properties of water in the salt solutions change monotonically with the ability of the salt to increase/decrease the hydrophobic interaction, none of them is able to predict the transition from salting-in to salting-out, a prediction that was observed by the preferential binding/exclusion analysis. In addition, we find that the use of the terms, kosmotropes and chaotropes, is very misleading since the so-called kosmotropes can actually reduce the structure of water, whereas, the so-called chaotropes can increase the structure of water. Specifically, we find that the ability of the ions to reduce the hydrophobic interaction (a property attributed to chaotropes), correlates with their ability to increase the structure between the water molecules, including the number and strength of hydrogen bonds, and as a consequence, the water-water interaction energy (features attributed to kosmotropes). Nevertheless, the viscosity (as well as the rotational decay rate) of the water molecules decreases (increases) due to weaker binding to the ions. Thus, it is not the ion-induced structural ordering between the water molecules that affect the dynamical properties of water, but the strength of the ion-water interaction. Our results indicate that attempts to understand and predict salt-induced modulation of hydrophobic interactions only through the binary, salt-water, system is not possible.