Водород свързването е взаимодействие между молекули което прилича на Ван дер Ваалс взаимодействия и се среща в човешкото тяло. Връзката играе роля преди всичко в контекста на пептидни връзки и вериги на аминокиселини in протеини, Без водород свързваща способност, един организъм не е жизнеспособен, тъй като му липсва жизненоважност аминокиселини.
Какво представлява водородното свързване?
Водород връзките са междумолекулни сили. Без тяхното съществуване, вода не би съществувал в различни агрегатни състояния, но би бил газообразен. Водородното свързване е съкратено като водородно или Н-свързване. Това е химичен ефект, който се отнася до привлекателното взаимодействие на ковалентно свързани водородни атоми върху свободни електронни двойки на атомен групиращ атом. Взаимодействието се основава на полярността и, по-точно описано, съществува между положително поляризираните водородни атоми в амино или хидроксилна група и свободните електронни двойки на други функционални групи. Само при определени условия възниква взаимодействието. Едно състояние е електроотрицателното свойство на свободните електронни двойки. Това свойство трябва да е по-силно от електроотрицателното свойство на водорода, за да създаде силна връзка. По този начин водородният атом може да бъде полярно свързан. Електронегативните свободни атоми могат да бъдат например азот, кислороди флуор. Водородните връзки са вторични валентни връзки, чиито сила обикновено е далеч под тази на ковалентни връзки или йонни връзки. молекули във водородните връзки имат относително висока точка на топене спрямо техните моларен маса и също толкова висока точка на кипене. Връзките имат медицинско значение преди всичко по отношение на пептидите и нуклеинова киселина в организма. Водородните връзки са междумолекулни сили. Без тяхното съществуване, вода не би съществувал в различни агрегатни състояния, но би бил газообразен.
Функция и задача
Водородното свързване има само слабо взаимодействие и възниква между две частици или вътре молекули. В този контекст формата на връзката играе роля, например, при формирането на третични структури в протеини. В биохимията протеиновата структура се отнася до различните структурни нива на протеин или пептид. Структурите на тези естествено срещащи се вещества са разделени йерархично на първична структура, вторична структура, третична структура и четвъртична структура. Първичната структура се счита за аминокиселинната последователност. Когато се споменава протеин по отношение на пространственото подреждане, често има говоря на протеиновите конформации и феноменът на конформационната промяна. Конформационната промяна в този контекст съответства на промяна в пространствената структура. Подреждането на протеини има за основа пептидната връзка. Този тип облигации винаги се свързват аминокиселини по същия начин. В клетките пептидните връзки са медиирани от рибозоми. Всяка пептидна връзка съответства на връзка на карбоксилни групи на една аминокиселина и аминогрупи на втора аминокиселина, което е придружено от отделянето на вода. Този процес е известен още като хидролиза. Във всяка пептидна връзка единична връзка свързва С = О група с NH група. The азот атом има точно една свободна електронна двойка. Поради високата електроотрицателност на кислород, тази свободна двойка е под електронно-извличащото влияние на O2 атомите. По този начин кислород частично изтегля свободната електронна двойка в връзката между азот атом и въглероден атом и пептидната връзка придобива пропорционален характер на двойна връзка. Символът с двойна връзка премахва свободното въртене на NH и C = O групата. Кислородните атоми и водородните атоми на пептидните връзки са от значение за формирането на структурата на всички пептиди и протеини без изключение. Две амино киселини могат да се прикрепят един към друг по този начин. След такова свързване всички пептидни връзки на две вериги амино киселини са направо една срещу друга. Водородните атоми в пептидната връзка са относително положително поляризирани, когато се сравняват с кислородните атоми на пептидните връзки, точно противоположни един на друг. По този начин водородните връзки се образуват и свързват двете аминокиселинни вериги заедно. Всички амино киселини в човешкото тяло има органични съединения, състоящи се от поне една карбокси група и една амино група. Аминокиселините са основен структурен градивен елемент на човешкия живот. В допълнение към а-аминокиселините на протеините са известни повече от 400 непротеиногенни аминокиселини с биологични функции, които не могат да се образуват без водородна връзка. Сили като водородна връзка по този начин стабилизират предимно третичната структура на аминокиселините.
Болести и разстройства
Когато има нарушение в образуването на функционален протеин ген пространствени структури, обикновено се използва терминът заболяване сгъване на протеини. Едно такова разстройство е Болест на Хънтингтън. Това генетично заболяване се наследява по автозомно доминиращ начин и се дължи на генетична мутация в хромозома 4. Мутацията води до нестабилност на ген продукт. Разстройството е неврологично заболяване, свързано предимно с неволни хиперкинези на дисталните крайници и лицето. Постоянните хиперкинези водят до скованост на засегнатите мускули. Освен това пациентите с болестта страдат от увеличен разход на енергия. Патологичните явления, свързани с водородната връзка или общата протеинова структура, също присъстват при прионни заболявания като болест на луда крава. Според най-широко приетата хипотеза, СЕГ инициира неправилно сгъване на протеини. Тези неправилно сгънати протеини не могат да бъдат разградени от физиологичните процеси и следователно се натрупват в тъканите, особено в централната нервната система. Резултатът е дегенерация на нервните клетки. Малформации на протеиновата структура също се обсъждат в причинно-следствения контекст на Алцхаймер заболяване. Споменатите болести не засягат пряко водородната връзка, но се отнасят до пространствената структура на протеините, за които водородната връзка допринася значително. Организъм с абсолютна неспособност за водородна връзка не е жизнеспособен. Мутация, причиняваща това, би довела до ранен гестационен спад.
