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<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Chen,&#x20;Sow-Hsin</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Lagi,&#x20;Marco</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Chu,&#x20;Xiang-qiang</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Zhang,&#x20;Yang</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Kim,&#x20;Chansoo</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Faraone,&#x20;Antonio</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Fratini,&#x20;Emiliano</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Baglioni,&#x20;Piero</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="accessioned">2024-01-20T19:34:46Z</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="available">2024-01-20T19:34:46Z</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="created">2021-09-04</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="issued">2010-03</dcvalue>
<dcvalue element="identifier" qualifier="issn">0712-4813</dcvalue>
<dcvalue element="identifier" qualifier="uri">https:&#x2F;&#x2F;pubs.kist.re.kr&#x2F;handle&#x2F;201004&#x2F;131670</dcvalue>
<dcvalue element="description" qualifier="abstract">This&#x20;review&#x20;article&#x20;describes&#x20;our&#x20;neutron&#x20;scattering&#x20;experiments&#x20;made&#x20;in&#x20;the&#x20;past&#x20;four&#x20;years&#x20;for&#x20;the&#x20;understanding&#x20;of&#x20;the&#x20;single-particle&#x20;(hydrogen&#x20;atom)&#x20;dynamics&#x20;of&#x20;a&#x20;protein&#x20;and&#x20;its&#x20;hydration&#x20;water&#x20;and&#x20;the&#x20;strong&#x20;coupling&#x20;between&#x20;them.&#x20;We&#x20;found&#x20;that&#x20;the&#x20;key&#x20;to&#x20;this&#x20;strong&#x20;coupling&#x20;is&#x20;the&#x20;existence&#x20;of&#x20;a&#x20;fragile-to-strong&#x20;dynamic&#x20;crossover&#x20;(FSC)&#x20;phenomenon&#x20;occurring&#x20;at&#x20;around&#x20;T-L&#x20;=&#x20;225&#x20;+&#x2F;-&#x20;5&#x20;K&#x20;in&#x20;the&#x20;hydration&#x20;water.&#x20;On&#x20;lowering&#x20;of&#x20;the&#x20;temperature&#x20;toward&#x20;FSC,&#x20;the&#x20;structure&#x20;of&#x20;hydration&#x20;water&#x20;makes&#x20;a&#x20;transition&#x20;from&#x20;predominantly&#x20;the&#x20;high&#x20;density&#x20;form&#x20;(HDL),&#x20;a&#x20;more&#x20;fluid&#x20;state,&#x20;to&#x20;predominantly&#x20;the&#x20;low&#x20;density&#x20;form&#x20;(LDL),&#x20;a&#x20;less&#x20;fluid&#x20;state,&#x20;derived&#x20;from&#x20;the&#x20;existence&#x20;of&#x20;a&#x20;liquid&#x20;liquid&#x20;critical&#x20;point&#x20;at&#x20;an&#x20;elevated&#x20;pressure.&#x20;We&#x20;show&#x20;experimentally&#x20;that&#x20;this&#x20;sudden&#x20;switch&#x20;in&#x20;the&#x20;mobility&#x20;of&#x20;hydration&#x20;water&#x20;on&#x20;Lysozyme.&#x20;B-DNA&#x20;and&#x20;RNA&#x20;triggers&#x20;the&#x20;dynamic&#x20;transition,&#x20;at&#x20;a&#x20;temperature&#x20;T-D&#x20;=&#x20;220&#x20;K.&#x20;for&#x20;these&#x20;biopolymers.&#x20;In&#x20;the&#x20;glassy&#x20;state,&#x20;below&#x20;T-D.&#x20;the&#x20;biopolymers&#x20;lose&#x20;their&#x20;vital&#x20;conformational&#x20;flexibility&#x20;resulting&#x20;in&#x20;a&#x20;substantial&#x20;diminishing&#x20;of&#x20;their&#x20;biological&#x20;functions.&#x20;We&#x20;also&#x20;performed&#x20;molecular&#x20;dynamics&#x20;(MD)&#x20;simulations&#x20;on&#x20;a&#x20;realistic&#x20;model&#x20;of&#x20;hydrated&#x20;lysozyme&#x20;powder,&#x20;which&#x20;confirms&#x20;the&#x20;existence&#x20;of&#x20;the&#x20;FSC&#x20;and&#x20;the&#x20;hydration&#x20;level&#x20;dependence&#x20;of&#x20;the&#x20;FSC&#x20;temperature.&#x20;Furthermore,&#x20;we&#x20;show&#x20;a&#x20;striking&#x20;feature&#x20;in&#x20;the&#x20;short&#x20;time&#x20;relaxation&#x20;(beta-relaxation)&#x20;of&#x20;protein&#x20;dynamics.&#x20;which&#x20;is&#x20;the&#x20;logarithmic&#x20;decay&#x20;spanning&#x20;3&#x20;decades&#x20;(from&#x20;ps&#x20;to&#x20;ns).&#x20;The&#x20;long&#x20;time&#x20;alpha-relaxation&#x20;shows&#x20;instead&#x20;a&#x20;diffusive&#x20;behavior,&#x20;which&#x20;supports&#x20;the&#x20;liquid-like&#x20;motions&#x20;of&#x20;protein&#x20;constituents.&#x20;We&#x20;then&#x20;discuss&#x20;our&#x20;recent&#x20;high-resolution&#x20;X-ray&#x20;inelastic&#x20;scattering&#x20;studies&#x20;of&#x20;globular&#x20;proteins.&#x20;Lysozyme&#x20;and&#x20;Bovine&#x20;Serum&#x20;Albumin.&#x20;We&#x20;were&#x20;able&#x20;to&#x20;measure&#x20;the&#x20;dispersion&#x20;relations&#x20;of&#x20;collective,&#x20;intra-protein&#x20;phonon-like&#x20;excitations&#x20;in&#x20;these&#x20;proteins&#x20;for&#x20;the&#x20;first&#x20;time.&#x20;We&#x20;found&#x20;that&#x20;the&#x20;phonon&#x20;energies&#x20;show&#x20;a&#x20;marked&#x20;softening&#x20;and&#x20;at&#x20;the&#x20;same&#x20;time&#x20;their&#x20;population&#x20;increases&#x20;substantially&#x20;in&#x20;a&#x20;certain&#x20;wave&#x20;vector&#x20;range&#x20;when&#x20;temperature&#x20;crosses&#x20;over&#x20;the&#x20;T-D.&#x20;Thus&#x20;the&#x20;increase&#x20;of&#x20;biological&#x20;activities&#x20;above&#x20;T-D&#x20;has&#x20;positive&#x20;correlation&#x20;with&#x20;activation&#x20;of&#x20;slower&#x20;and&#x20;large&#x20;amplitude&#x20;collective&#x20;motions&#x20;of&#x20;a&#x20;protein.</dcvalue>
<dcvalue element="language" qualifier="none">English</dcvalue>
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<dcvalue element="citation" qualifier="title">SPECTROSCOPY-AN&#x20;INTERNATIONAL&#x20;JOURNAL</dcvalue>
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