Innhold
Hydrogenbinding er viktig i mange kjemiske prosesser. Hydrogenbinding er ansvarlig for vannets unike løsningsmiddelevner. Hydrogenbindinger holder komplementære DNA-tråder sammen, og de er ansvarlige for å bestemme den tredimensjonale strukturen til foldede proteiner inkludert enzymer og antistoffer.
Et eksempel: Vann
En enkel måte å forklare hydrogenbindinger er med vann. Vannmolekylet består av to hydrogeler kovalent bundet til et oksygen. Siden oksygen er mer elektronegativt enn hydrogen, trekker oksygen de delte elektronene nærmere seg selv. Dette gir oksygenatomet en litt mer negativ ladning enn noen av hydrogenatomene. Denne ubalansen kalles en dipol, noe som får vannmolekylet til å ha en positiv og negativ side, nesten som en liten magnet. Vannmolekyler samkjører slik at hydrogenet på ett molekyl vil vende mot oksygenet på et annet molekyl. Dette gir vann en større viskositet og lar også vann løse opp andre molekyler som har en litt positiv eller negativ ladning.
Protein Folding
Proteinstruktur bestemmes delvis ved hydrogenbinding. Hydrogenbindinger kan oppstå mellom et hydrogen på et amin og et elektronegativt element, for eksempel oksygen på en annen rest. Når et protein brettes på plass, "zipper" en serie hydrogenbindinger molekylet sammen, og holder det i en spesifikk tredimensjonal form som gir proteinet sin spesielle funksjon.
DNA
Hydrogenbindinger holder komplementære DNA-tråder sammen. Nukleotider parer seg nøyaktig basert på posisjonen til tilgjengelige hydrogengasergivere (tilgjengelige, svakt positive hydrogener) og hydrogenbindingsakseptorer (elektronegative oksygener). Nukleotid-tyminet har en donor og ett akseptorsite som passer perfekt med nukleotidadeninens komplementære akseptor og giverstedet. Cytosin parer perfekt med guanin gjennom tre hydrogenbindinger.
antistoffer
Antistoffer er brettede proteinstrukturer som nøyaktig målretter og passer til et spesifikt antigen. Når antistoffet er produsert og oppnår sin tredimensjonale form (hjulpet av hydrogenbinding), vil antistoffet konforme seg som en nøkkel i en lås til dets spesifikke antigen. Antistoffet vil låse seg fast på antigenet gjennom en serie interaksjoner inkludert hydrogenbindinger. Menneskekroppen har kapasitet til å produsere over ti milliarder forskjellige typer antistoffer i en immunitetsreaksjon.
chelation
Mens individuelle hydrogenbindinger ikke er veldig sterke, er en serie hydrogenbindinger veldig sikre. Når ett molekyl hydrogen bindes gjennom to eller flere steder med et annet molekyl, dannes en ringstruktur kjent som et chelat. Chelerende forbindelser er nyttige for fjerning eller mobilisering av molekyler og atomer som metaller.