biofyzika zkouška 2

- H-vazby jsou zejména elektrostatické povahy; vyplývají z dipólového charakteru molekuly.

Sílu působící mezi dvěma náboji ve vzdálenosti r udává Coulombův zákon (velikost síly klesá se čtvercem vzdálenosti): F = (Q1*Q2) / (4pí*eta0*etaH2O*r2)

- Vodíkové vazby přispívají k struktuře organických molekul.

- Mohou být součástí vnitřní struktury molekuly, nebo přispívat k mezimolekulární vazbě.

- Pro velké molekuly (např. proteiny, DNA) je dipól, který je součástí H-vazby jen malou částí celkového dipólového momentu molekuly; velký počet H-vazeb, které se vzájemně podporují dává struktuře velkou stabilitu.

- Mezimolekulární H-vazby také přispívají k tvorbě a stabilitě molekulárních komplexů (např. vitamin C a noradrenalin tvoří bimolekulární komplex – ochrana před oxidací).

Koordinační vazba

Tímto druhem vazby se vyznačují především komplexní sloučeniny, kde se poskytovateli vazebného elektronového páru říká ligand a příjemci centrální atom. Centrálním atomem bývá zpravidla kation přechodného kovu, mající dostatek volných d-orbitalů.

Koordinační vazby mají prvky iontových vazeb a kovalentních vazeb (většinou mají energie podstatně vyšší, než "slabé" vazby jako jsou vodíkové vazby, ale nižší energii než kovalentní vazby).

Aktivní centra enzymů jsou komplexní sloučeniny přechodných kovů.

V některých případech, koordinační vazba poutá kovy trvale v molekulární struktuře (např. atomu železa v rámci skupiny hemu). V jiných případech může být kov vyměňován (např. vazba vápníku na kalmodulin).

Nevazebné interakce

- mezimolekulové interakce způsobené vzájemným elektrostatickým ovlivňováním elektronových oblaků sousedních molekul.

Dipól-dipól: vzájemným působením polárních molekul

Dipól-indukovaný dipól: vzájemným působením polární a nepolární molekul

Disperzní interakce: vznikají mezi nepolárními molekulami (F. London). Dipólový moment nulový, ale v důsledku fluktuací jsou vytvářeny dočasné dipóly, které indukují další dipóly v sousedních molekulách.

van der Waalsovy síly

Hydrofobní interakce: vznikají interakcí mezi nepolárními částmi makromolekul ve vodném prostředí. Význam pro stabilitu konformace biopolymerů – např. biologické membrány, stabilizace párů aromatických aminokyselin.

pí-pí interakce: mezimolekulové interakce u sloučenin s aromatickým kruhem (delokalizované pí elektrony jako důsledek konjugovaného systému vazeb). Velmi významné při stabilizaci molekuly DNA (patrové interakce) i bílkovin.

Srpkovitá anémie

Modely prvních sedmi aminokyselin u normálního a srpkovitou anémií mutovaného β řetězce hemoglobinu. Vznik H-vazby => srpkovitý tvar (nesprávná funkce β jednotky).

DNA

pí-pí interakce (patrové interakce) a H-vazby jsou důležité

při stabilizaci supramolekulární struktury DNA.