Hidrogen ikatan adalah interaksi antara molekul yang menyerupai Van der Waals interaksi dan berlaku di dalam tubuh manusia. Ikatan memainkan peranan terutamanya dalam konteks ikatan peptida dan rantai asid amino in protein. Tanpa hidrogen kemampuan ikatan, organisma tidak dapat dilaksanakan kerana kurang penting asid amino.
Apakah ikatan hidrogen?
Hidrogen ikatan adalah daya antara molekul. Tanpa kewujudan mereka, air tidak akan wujud dalam keadaan agregat yang berbeza, tetapi akan menjadi gas. Ikatan hidrogen disingkat sebagai ikatan hidrogen atau ikatan H. Ini adalah kesan kimia yang merujuk kepada interaksi menarik atom hidrogen yang terikat secara kovalen pada pasangan elektron bebas dari atom pengelompokan atom. Interaksi tersebut berdasarkan polaritas dan, yang lebih tepat dijelaskan, wujud antara atom hidrogen positif terpolarisasi dalam kumpulan amino atau hidroksil dan pasangan elektron bebas kumpulan fungsi lain. Hanya dalam keadaan tertentu interaksi berlaku. Satu keadaan adalah sifat elektronegatif pasangan elektron bebas. Sifat ini mesti lebih kuat daripada sifat elektronegatif hidrogen untuk mewujudkan ikatan yang kuat. Oleh itu, atom hidrogen dapat terikat dengan kutub. Atom bebas elektronegatif boleh, sebagai contoh, nitrogen, oksigen, dan fluorin. Ikatan hidrogen adalah ikatan valensi sekunder yang kekuatan biasanya jauh di bawah ikatan kovalen atau ikatan ionik. molekul dalam ikatan hidrogen mempunyai tahap yang relatif tinggi takat lebur relatif kepada mereka molar besar-besaran dan sama tinggi takat didih. Ikatan tersebut mempunyai kaitan perubatan terutamanya dengan peptida dan asid nukleik dalam organisma. Ikatan hidrogen adalah daya antara molekul. Tanpa kewujudan mereka, air tidak akan wujud dalam keadaan agregat yang berbeza, tetapi akan menjadi gas.
Fungsi dan tugas
Ikatan hidrogen hanya mempunyai interaksi yang lemah dan berlaku di antara dua zarah atau di dalamnya molekul. Dalam konteks ini, bentuk ikatan berperanan, misalnya, dalam pembentukan struktur tersier di protein. Dalam biokimia, struktur protein merujuk kepada tahap struktur protein atau peptida yang berbeza. Struktur bahan-bahan yang berlaku secara semula jadi ini dibahagikan secara hierarki menjadi struktur primer, struktur sekunder, struktur tersier dan struktur kuarter. Struktur utama dianggap sebagai urutan asid amino. Apabila protein disebut dari segi susunan ruang, sering ada bercakap protein konformasi dan fenomena perubahan konformasi. Perubahan konformasional dalam konteks ini sesuai dengan perubahan struktur spasial. Susunan protein mempunyai ikatan peptida sebagai asasnya. Ikatan jenis ini selalu berhubung asid amino dengan cara yang sama. Dalam sel, ikatan peptida dimediasi oleh ribosom. Setiap ikatan peptida sesuai dengan hubungan kumpulan karboksil satu asid amino dan kumpulan amino asid amino kedua, yang disertai dengan pemisahan air. Proses ini juga dikenali sebagai hidrolisis. Dalam setiap ikatan peptida, ikatan tunggal menghubungkan kumpulan C = O dengan kumpulan NH. The nitrogen atom mempunyai satu pasangan elektron bebas. Kerana elektronegativiti tinggi oksigen, pasangan bebas ini berada di bawah pengaruh penarikan elektron atom O2. Dengan cara ini, yang oksigen sebahagian menarik pasangan elektron bebas ke ikatan antara nitrogen atom dan karbon atom, dan ikatan peptida memperoleh watak ikatan berganda berkadar. Perwatakan ikatan berganda menghilangkan kebolehpusing bebas kumpulan NH dan C = O. Atom oksigen dan atom hidrogen ikatan peptida adalah relevan untuk pembentukan struktur semua peptida dan protein tanpa kecuali. Dua amino asid boleh saling melekat dengan cara ini. Selepas ikatan seperti itu, semua ikatan peptida dua rantai amino asid betul-betul bertentangan antara satu sama lain. Atom hidrogen dalam ikatan peptida relatif positif terpolarisasi jika dibandingkan dengan atom oksigen ikatan peptida yang bertentangan langsung antara satu sama lain. Dengan cara ini, ikatan hidrogen membentuk dan menghubungkan dua rantai asid amino itu bersama-sama. Semua amino asid dalam tubuh manusia adalah sebatian organik yang terdiri daripada sekurang-kurangnya satu kumpulan karboksi dan satu kumpulan amino. Asid amino adalah penyusun struktur penting bagi kehidupan manusia. Sebagai tambahan kepada asid α-amino protein, lebih daripada 400 asid amino bukan proteinogenik dengan fungsi biologi diketahui tidak dapat terbentuk tanpa ikatan hidrogen. Kekuatan seperti ikatan hidrogen dengan demikian menstabilkan struktur asid amino tersier.
Penyakit dan gangguan
Apabila terdapat gangguan dalam pembentukan protein berfungsi gen struktur spatial, istilah protein lipat penyakit biasanya digunakan. Salah satu gangguan tersebut adalah Penyakit Huntington. Penyakit genetik ini diwarisi secara autosomal dominan dan disebabkan oleh mutasi genetik pada kromosom 4. Mutasi tersebut menyebabkan ketidakstabilan gen produk. Kelainan ini adalah penyakit neurologi yang berkaitan terutamanya dengan hiperkineses sukarela dari hujung dan muka distal. Hiperkines berterusan menyebabkan kekakuan pada otot yang terjejas. Di samping itu, pesakit penyakit ini mengalami peningkatan perbelanjaan tenaga. Fenomena patologi yang berkaitan dengan ikatan hidrogen atau struktur protein umum juga terdapat pada penyakit prion seperti penyakit lembu gila. Menurut hipotesis yang paling banyak diterima, BSE memulakan penyalahgunaan protein. Protein yang salah dilipat ini tidak dapat diturunkan oleh proses fisiologi dan oleh itu terkumpul dalam tisu, terutama di pusat sistem saraf. Hasilnya adalah degenerasi sel-sel saraf. Kecacatan struktur protein juga dibincangkan dalam konteks sebab akibat Alzheimer penyakit. Penyakit yang disebutkan tidak mempengaruhi ikatan hidrogen secara langsung, tetapi merujuk kepada struktur spasial protein, yang mana ikatan hidrogen memberikan sumbangan yang besar. Organisma dengan ketidakupayaan mutlak untuk ikatan hidrogen tidak dapat dilaksanakan. Mutasi yang menyebabkan ini akan mengakibatkan penurunan kehamilan awal.
