Водородна връзка

Най- Водородна връзка е взаимодействие между молекули, което наподобява взаимодействията на Ван дер Ваалс и се случва в човешкото тяло. Връзката играе роля особено във връзка с пептидни връзки и вериги от аминокиселини в протеините. Без способността да се свързва с водородни връзки, организмът не е жизнеспособен, тъй като му липсват жизненоважни аминокиселини.

Каква е водородната връзка?

Наричат ​​се водородни връзки Водородни връзки или H мостове съкращение. Това е химичен ефект, който е свързан с атрактивното взаимодействие на ковалентно свързани водородни атоми със свободни електронни двойки на атом, групиращ атом. Взаимодействието се основава на полярността и, описано по-точно, се състои между положително поляризирани водородни атоми в амино или хидроксилна група и самотни двойки електрони в други функционални групи.

Взаимодействието се случва само при определени обстоятелства. Едно условие е електроотрицателното свойство на свободните електронни двойки. Това свойство трябва да е по-силно от електроотрицателното свойство на водорода, за да се създаде силна връзка. По този начин водородният атом може да бъде свързан полярно. Електроотрицателно свободните атоми могат да бъдат например азот, кислород и флуор.

Водородните връзки са вторични валентни връзки, силата на които обикновено е далеч под силата на ковалентните връзки или йонните връзки. Молекулите във водородните връзки имат сравнително висока точка на топене и подобно висока точка на кипене спрямо моларната им маса. Връзките са от медицинско значение предимно във връзка с пептидите и нуклеиновите киселини в организма.

Водородните връзки са междумолекулни сили. Без тяхното съществуване водата не би съществувала в различни агрегатни състояния, но би била газообразна.

Функция и задача

Водородната връзка има само слабо взаимодействие и възниква между две частици или в молекулите. В този контекст типът връзка играе роля например за образуването на третични структури в протеини. В биохимията протеиновата структура означава различните структурни нива на протеин или пептид. Структурите на тези естествено срещащи се вещества са йерархично разделени на първична структура, вторична структура, третична структура и кватернерна структура.

Аминокиселинната последователност е основната структура. Винаги, когато се споменава за протеин във връзка с неговото пространствено разположение, често се споменават протеиновите конформации и феноменът на конформационната промяна. В този контекст промяната на конформацията съответства на промяна в пространствената структура. Подреждането на протеини се основава на пептидната връзка. Този тип връзка винаги свързва аминокиселините по същия начин.

В клетките пептидните връзки са медиирани от рибозоми. Всяка пептидна връзка съответства на връзка на карбоксилни групи от една аминокиселина и амино групи на втора аминокиселина, която е свързана с елиминирането на вода. Този процес е известен още като хидролиза.

Във всяка пептидна връзка, единична връзка свързва С = О група с NH група. Азотният атом има точно една самотна двойка електрони. Поради високата електроотрицателност на кислорода, тази свободна двойка се намира под въздействието на електроните, отнемащи електроните на О2 атомите. По този начин кислородът частично изтегля самотната двойка електрони във връзката между азотния атом и въглеродния атом, а пептидната връзка придобива частична двойна връзка. Характерът с двойна връзка елиминира свободното въртене на NH и C = O групите.

Кислородните атоми и водородните атоми на пептидните връзки са от значение за образуването на структура на всички пептиди и протеини без изключение. По този начин две аминокиселини могат да се прикрепят една към друга. След такова свързване, всички пептидни връзки на две вериги от аминокиселини са директно една срещу друга. Водородните атоми в пептидната връзка са относително положително поляризирани в сравнение с кислородните атоми в директно противоположните пептидни връзки. По този начин водородните връзки образуват и свързват двете вериги на аминокиселини една с друга.

Всички аминокиселини в човешкото тяло са органични съединения, съставени от поне една карбокси група и една амино група. Аминокиселините са основен структурен компонент в живота на човека. В допълнение към α-аминокиселините на протеините са известни повече от 400 непротеиногенни аминокиселини с биологични функции, които не могат да възникнат без водородна връзка. Сили като водородната връзка стабилизират третичната структура на аминокиселините.

Можете да намерите лекарствата си тук

Болести и неразположения

Ако има нарушение във формирането на функционални протеинови пространствени структури, обикновено се говори за нарушения в сгъването на протеини. Едно такова състояние е болестта на Хънтингтън. Това генетично заболяване се наследява като автозомно доминантна черта и се дължи на генетична мутация в хромозома 4. Мутацията води до нестабилност на генния продукт. Заболяването е неврологично заболяване, което се свързва преди всичко с неволна хиперкинеза на дисталните крайници и лицето. Постоянната хиперкинеза води до скованост в засегнатите мускули. В допълнение, пациентите със заболяването страдат от повишена консумация на енергия.

Патологичните симптоми във връзка с водородни връзки или общата протеинова структура също присъстват при прионни заболявания като болестта на лудата крава. Най-популярната хипотеза е, че BSE индуцира сгъване на протеини. Тези неправилно сгънати протеини не могат да бъдат разградени чрез физиологични процеси и следователно се натрупват в тъканите, особено в централната нервна система. Резултатът е дегенерация на нервните клетки.

Малформациите в протеиновата структура също се обсъждат в причинната връзка на болестта на Алцхаймер. Споменатите заболявания не засягат пряко водородната връзка, а се отнасят до пространствената структура на протеините, за която водородната връзка има значителен принос.

Организъм с абсолютна неспособност за водородна връзка не е жизнеспособен. Мутация, причиняваща това, би довела до аборт в ранна бременност.