Στην παρούσα διδακτορική διατριβή πραγματοποιήθηκε η μελέτη ενυδάτωσης τεσσάρων σημαντικών βιομοριακών ομάδων: των αμινοξέων, των ακετυλο αμινοξέων, των βεταϊνών και των διπεπτιδίων, με χρήση της φασματοσκοπίας πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (ΝΜR) σε συνδυασμό με υπολογισμούς των συναρτησιοειδών ηλεκτρονιακής πυκνότητας (DFT) και η αναλυτική μελέτη (ΝΜR και ab initio υπολογισμοί) του συνόλου των αλληλεπιδράσεων που αναπτύσσονται μεταξύ ενώσεων μοντέλων μιμητών των πεπτιδίων με τα μόρια του διαλύτη διμεθυλο σουλφοξειδίου (DMSO).Συγκεκριμένα, η μελέτη ενυδάτωσης πραγματοποιήθηκε μέσω της πυρηνικής αποκατάστασης των πυρήνων 13Cα όλων των παραπάνω βιομορίων και των πυρήνων 14Ν των ακετυλο αμινοξέων και βεταϊνών σε υδατικά διαλύματα όξινου και ουδέτερου pH (εκτός των διπεπτιδίων που μελετήθηκαν μόνο σε ουδέτερο pH). Παράλληλα, αποπειράθηκε η σύγκριση / επαλήθευση των φασματοσκοπικών δεδομένων με την θεωρητική μελέτη ενυδάτωσης, μέσω της μεθόδου DFT, της αλανίνης, ακετυλο αλανίνης, βεταΐνης της αλανίνης και του διπεπτιδίου αλανίνη αλανίνη. Έτσι διαπιστώθηκε πως ο βαθμός ενυδάτωσης των αμινοξέων και ακετυλο αμινοξέων αποτελείται από τον ίδιο αριθμό μορίων νερού, ενώ η πρωτονιομένη ιοντική κατάσταση των αμινοξέων / ακετυλο αμινοξέων αλληλεπιδρά με ένα επιπλέον μόριο νερού σε σχέση με αυτή του ουδέτερου pH. Επιπλέον, απεδείχθη ότι ο βαθμός ενυδάτωσης των βεταϊνών παραμένει σταθερός ανεξαρτήτως της ιοντικής τους κατάστασης, ενώ παράλληλα διαπιστώθηκε ότι τα μόρια των βεταϊνών ενυδατώνονται κατά 1 2 και 2 3 μόρια νερού λιγότερο από την ουδέτερου και όξινου pH ιοντική κατάσταση των αμινοξέων / ακετυλο αμινοξέων αντίστοιχα. Επιπροσθέτως, η μελέτη ενυδάτωσης των βεταϊνών οδήγησε στο συμπέρασμα ότι η επιπλέον ενυδάτωση των πρωτονιομένων αμινοξέων / ακετυλο αμινοξέων «ελέγχεται» από την αμινομάδα τους. Όσον αφορά τα διπεπτίδια, εξακριβώθηκε ότι η διπολικού ιόντος κατάστασή τους αλληλεπιδρά με 1 2 μόρια νερού περισσότερο απ’ ότι η αντίστοιχη των αμινοξέων. Όλα τα φασματοσκοπικά δεδομένα είναι σε συμφωνία με την αντίστοιχη θεωρητική μελέτη ενυδάτωσης της αλανίνης και των παραγώγων της, ενώ διαπιστώθηκε (και με την χρήση επιπλέον βιβλιογραφικών δεδομένων) πως ο μέσος όρος των άμεσα αλληλεπιδρώντων μορίων νερού της ουδέτερου pH κατάστασης των αμινοξέων / ακετυλο αμινοξέων είναι 6 και των βεταϊνών 4.Η αντίστοιχη μελέτη αλληλεπίδρασης των μορίων DMSO με τα πεπτίδια επικεντρώθηκε στις ομάδες –COOH και –ΝΗ των πεπτιδίων και πραγματοποιήθηκε με τη χρήση ενώσεων μοντέλων που προσομοιάζουν τα πεπτιδικά μόρια. Έτσι, διαπιστώθηκε πως ο διαλύτης DMSO αλληλεπιδρά με πολύ ισχυρούς δεσμούς υδρογόνου (ενέργειας ~8 9 kcal/mol) με τις συγκεκριμένες ομάδες, ενώ παράλληλα απεδείχθη ότι η συμπλοκοποίηση των μορίων DMSO με τις εν λόγω ομάδες καθοδηγείται εντροπικώς.