Water-Protein Interactions - Theory and Experiment

CONTENTS PERSPECTIVES AND OVERVIEW . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . 577 THEORETICAL CALCULATIONS OF PROTEIN-WATER STRUCTURE AND DYNAMICS . . . . . . . . . . . . . . . . 580 Protein Force Fields . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 580 Water Models ........ . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... ...... . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . .... . . . . . ... 58 1 Energy-Minimization Results. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .... ... . . . . . . . . ... . . . . . . . . . . . . . . . . .. .... . . . . . ... .. . . . . . . . . . . . . . . . 583 Molecular Dynamics Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 585 Limitation s and Uncertainties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 588 EXPERIMENTAL EVIDENCE FOR PROTEIN-WATER INTERACTIONS .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 589 Water from X-ray and Neutron-Diff raction Experiments .. .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . .. . . .. . .. . . . . 589 Internal Waters in Protein Structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 589 Water at Hydrophobic Surfaces. . . . . . . . . ..... .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . 591 Emer.qing Water-Hydrogen Bonding Patterns/rom Diff raction Analysis ... ... .. ........ . 593 NM R Studies of Water: Correspondence with X-ray Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 596 CONCLUSIONS ... .. . . .. . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .. . .. . . . . .... 598