ഹൈഡ്രജൻ ബോണ്ടിംഗ്: പ്രവർത്തനം, ചുമതല, രോഗങ്ങൾ

ഹൈഡ്രജൻ തമ്മിലുള്ള ഒരു ഇടപെടലാണ് ബോണ്ടിംഗ് തന്മാത്രകൾ അത് വാൻ ഡെർ വാൾസിനോട് സാമ്യമുള്ളതാണ് ഇടപെടലുകൾ മനുഷ്യശരീരത്തിൽ സംഭവിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. പെപ്റ്റൈഡ് ബോണ്ടുകളുടെയും ചങ്ങലകളുടെയും പശ്ചാത്തലത്തിൽ ബോണ്ട് പ്രാഥമികമായി ഒരു പങ്ക് വഹിക്കുന്നു അമിനോ ആസിഡുകൾ in പ്രോട്ടീനുകൾ. കൂടാതെ ഹൈഡ്രജന് ബോണ്ടിംഗ് കഴിവ്, ഒരു ജീവിയെ പ്രാവർത്തികമല്ല, കാരണം അതിന് സുപ്രധാനമായത് ഇല്ല അമിനോ ആസിഡുകൾ.

എന്താണ് ഹൈഡ്രജൻ ബോണ്ടിംഗ്?

ഹൈഡ്രജൻ ബോണ്ടുകൾ ഇന്റർമോളികുലാർ ശക്തികളാണ്. അവരുടെ അസ്തിത്വമില്ലാതെ, വെള്ളം സങ്കലനത്തിന്റെ വിവിധ അവസ്ഥകളിൽ നിലവിലില്ല, പക്ഷേ വാതകമായിരിക്കും. ഹൈഡ്രജൻ ബോണ്ടിംഗിനെ ഹൈഡ്രജൻ ബോണ്ടിംഗ് അല്ലെങ്കിൽ എച്ച്-ബോണ്ടിംഗ് എന്ന് ചുരുക്കി വിളിക്കുന്നു. ഒരു ആറ്റോമിക് ഗ്രൂപ്പിംഗ് ആറ്റത്തിന്റെ സ്വതന്ത്ര ഇലക്ട്രോൺ ജോഡികളിൽ കോവാലന്റ്ലി ബോണ്ടഡ് ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങളുടെ ആകർഷകമായ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്ന ഒരു രാസപ്രഭാവമാണിത്. പ്രതിപ്രവർത്തനം ധ്രുവീയതയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്, കൂടുതൽ കൃത്യമായി വിവരിച്ചിരിക്കുന്നത്, ഒരു അമിനോ അല്ലെങ്കിൽ ഹൈഡ്രോക്സൈൽ ഗ്രൂപ്പിലെ പോസിറ്റീവ് ധ്രുവീകരിക്കപ്പെട്ട ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങൾക്കും മറ്റ് ഫങ്ഷണൽ ഗ്രൂപ്പുകളുടെ സ്വതന്ത്ര ഇലക്ട്രോൺ ജോഡികൾക്കും ഇടയിലാണ്. ചില വ്യവസ്ഥകളിൽ മാത്രമേ ഇടപെടൽ ഉണ്ടാകൂ. ഒന്ന് കണ്ടീഷൻ സ്വതന്ത്ര ഇലക്ട്രോൺ ജോഡികളുടെ ഇലക്ട്രോനെഗറ്റീവ് പ്രോപ്പർട്ടി ആണ്. ശക്തമായ ഒരു ബോണ്ട് സൃഷ്ടിക്കാൻ ഈ ഗുണം ഹൈഡ്രജന്റെ ഇലക്ട്രോനെഗറ്റീവ് പ്രോപ്പർട്ടിയേക്കാൾ ശക്തമായിരിക്കണം. ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റം അങ്ങനെ ധ്രുവബന്ധിതമാകാം. ഇലക്ട്രോനെഗറ്റീവ് ഫ്രീ ആറ്റങ്ങൾ, ഉദാഹരണത്തിന്, നൈട്രജൻ, ഓക്സിജൻ, ഫ്ലൂറിൻ എന്നിവയും. ഹൈഡ്രജൻ ബോണ്ടുകൾ ദ്വിതീയ വാലൻസ് ബോണ്ടുകളാണ് ബലം സാധാരണയായി കോവാലന്റ് ബോണ്ടുകളേക്കാളും അയോണിക് ബോണ്ടുകളേക്കാളും വളരെ താഴെയാണ്. തന്മാത്രകൾ ഹൈഡ്രജൻ ബോണ്ടുകളിൽ താരതമ്യേന ഉയർന്നതാണ് ദ്രവണാങ്കം അവരുടെ ബന്ധു മോളാർ ബഹുജന സമാനമായ ഉയർന്നതും തിളനില. ബോണ്ടുകൾക്ക് പ്രാഥമികമായി പെപ്റ്റൈഡുകളുമായി ബന്ധപ്പെട്ട് വൈദ്യശാസ്ത്രപരമായ പ്രസക്തിയുണ്ട് ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകൾ ഒരു ജീവിയുടെ ഉള്ളിൽ. ഹൈഡ്രജൻ ബോണ്ടുകൾ ഇന്റർമോളികുലാർ ശക്തികളാണ്. അവരുടെ അസ്തിത്വമില്ലാതെ, വെള്ളം സങ്കലനത്തിന്റെ വിവിധ അവസ്ഥകളിൽ നിലവിലില്ല, പക്ഷേ വാതകമായിരിക്കും.

പ്രവർത്തനവും ചുമതലയും

ഹൈഡ്രജൻ ബോണ്ടിംഗിന് ദുർബലമായ പ്രതിപ്രവർത്തനം മാത്രമേയുള്ളൂ, ഇത് രണ്ട് കണങ്ങൾക്കിടയിലോ ഉള്ളിലോ സംഭവിക്കുന്നു തന്മാത്രകൾ. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, ബോണ്ട് ഫോം ഒരു പങ്ക് വഹിക്കുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന്, ത്രിതീയ ഘടനകളുടെ രൂപീകരണത്തിൽ പ്രോട്ടീനുകൾ. ബയോകെമിസ്ട്രിയിൽ, പ്രോട്ടീൻ ഘടന എന്നത് ഒരു പ്രോട്ടീന്റെയോ പെപ്റ്റൈഡിന്റെയോ വ്യത്യസ്ത ഘടനാപരമായ തലങ്ങളെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. സ്വാഭാവികമായി ഉണ്ടാകുന്ന ഈ പദാർത്ഥങ്ങളുടെ ഘടനകളെ ഒരു പ്രാഥമിക ഘടന, ഒരു ദ്വിതീയ ഘടന, ഒരു ത്രിതീയ ഘടന, ഒരു ചതുരാകൃതിയിലുള്ള ഘടന എന്നിങ്ങനെ ശ്രേണിപരമായി തിരിച്ചിരിക്കുന്നു. പ്രാഥമിക ഘടന അമിനോ ആസിഡ് സീക്വൻസായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു. സ്പേഷ്യൽ ക്രമീകരണത്തിന്റെ കാര്യത്തിൽ ഒരു പ്രോട്ടീൻ പരാമർശിക്കുമ്പോൾ, പലപ്പോഴും ഉണ്ട് സംവാദം പ്രോട്ടീൻ അനുരൂപീകരണങ്ങളും അനുരൂപമായ മാറ്റത്തിന്റെ പ്രതിഭാസവും. ഈ സന്ദർഭത്തിലെ അനുരൂപമായ മാറ്റം സ്പേഷ്യൽ ഘടനയിലെ മാറ്റവുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു. യുടെ ക്രമീകരണം പ്രോട്ടീനുകൾ അതിന്റെ അടിസ്ഥാനമായി പെപ്റ്റൈഡ് ബോണ്ട് ഉണ്ട്. ഇത്തരത്തിലുള്ള ബോണ്ട് എപ്പോഴും ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു അമിനോ ആസിഡുകൾ അതേ രീതിയിൽ. കോശങ്ങളിൽ, പെപ്റ്റൈഡ് ബോണ്ടുകൾ മധ്യസ്ഥത വഹിക്കുന്നു റൈബോസോമുകൾ. ഓരോ പെപ്റ്റൈഡ് ബോണ്ടും ഒരു അമിനോ ആസിഡിന്റെ കാർബോക്‌സിൽ ഗ്രൂപ്പുകളുടെയും രണ്ടാമത്തെ അമിനോ ആസിഡിന്റെ അമിനോ ഗ്രൂപ്പുകളുടെയും കണക്ഷനുമായി യോജിക്കുന്നു, ഇത് വിഭജനത്തോടൊപ്പമുണ്ട്. വെള്ളം. ഈ പ്രക്രിയയെ ഹൈഡ്രോളിസിസ് എന്നും വിളിക്കുന്നു. ഓരോ പെപ്റ്റൈഡ് ബോണ്ടിലും, ഒരൊറ്റ ബോണ്ട് C=O ഗ്രൂപ്പിനെ ഒരു NH ഗ്രൂപ്പുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു. ദി നൈട്രജൻ ആറ്റത്തിന് കൃത്യമായി ഒരു സ്വതന്ത്ര ഇലക്ട്രോൺ ജോഡി ഉണ്ട്. ഉയർന്ന ഇലക്ട്രോനെഗറ്റിവിറ്റി കാരണം ഓക്സിജൻ, ഈ സ്വതന്ത്ര ജോഡി O2 ആറ്റങ്ങളുടെ ഇലക്ട്രോൺ പിൻവലിക്കൽ സ്വാധീനത്തിലാണ്. ഈ രീതിയിൽ, ദി ഓക്സിജൻ ഭാഗികമായി സ്വതന്ത്ര ഇലക്ട്രോൺ ജോഡി തമ്മിലുള്ള ബോണ്ടിലേക്ക് വലിക്കുന്നു നൈട്രജൻ ആറ്റവും കാർബൺ ആറ്റം, പെപ്റ്റൈഡ് ബോണ്ട് ആനുപാതികമായ ഇരട്ട ബോണ്ട് സ്വഭാവം നേടുന്നു. ഇരട്ട ബോണ്ട് പ്രതീകം NH, C=O ഗ്രൂപ്പുകളുടെ ഫ്രീ റൊട്ടാറ്റബിലിറ്റി നീക്കം ചെയ്യുന്നു. പെപ്റ്റൈഡ് ബോണ്ടുകളുടെ ഓക്സിജൻ ആറ്റങ്ങളും ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങളും ഒഴിവാക്കാതെ എല്ലാ പെപ്റ്റൈഡുകളുടെയും പ്രോട്ടീനുകളുടെയും ഘടന രൂപീകരണത്തിന് പ്രസക്തമാണ്. രണ്ട് അമിനോ ആസിഡുകൾ ഈ രീതിയിൽ പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. അത്തരമൊരു അറ്റാച്ച്മെന്റിന് ശേഷം, അമിനോയുടെ രണ്ട് ശൃംഖലകളുടെ എല്ലാ പെപ്റ്റൈഡ് ബോണ്ടുകളും ആസിഡുകൾ പരസ്പരം നേരിട്ട് എതിരാണ്. പെപ്റ്റൈഡ് ബോണ്ടിലെ ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങൾ പരസ്പരം നേരിട്ട് എതിർവശത്തുള്ള പെപ്റ്റൈഡ് ബോണ്ടുകളുടെ ഓക്സിജൻ ആറ്റങ്ങളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ താരതമ്യേന പോസിറ്റീവ് ധ്രുവീകരിക്കപ്പെടുന്നു. ഈ രീതിയിൽ, ഹൈഡ്രജൻ ബോണ്ടുകൾ രൂപപ്പെടുകയും രണ്ട് അമിനോ ആസിഡ് ശൃംഖലകളെ പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. എല്ലാം അമിനോ ആസിഡുകൾ മനുഷ്യശരീരത്തിൽ കുറഞ്ഞത് ഒരു കാർബോക്‌സി ഗ്രൂപ്പും ഒരു അമിനോ ഗ്രൂപ്പും അടങ്ങുന്ന ഓർഗാനിക് സംയുക്തങ്ങളാണ്. അമിനോ ആസിഡുകൾ മനുഷ്യജീവിതത്തിന്റെ അവശ്യ ഘടനാപരമായ നിർമ്മാണ ബ്ലോക്കാണ്. പ്രോട്ടീനുകളുടെ α- അമിനോ ആസിഡുകൾക്ക് പുറമേ, ഹൈഡ്രജൻ ബോണ്ടിംഗ് ഇല്ലാതെ രൂപപ്പെടാത്ത ജൈവ പ്രവർത്തനങ്ങളുള്ള 400-ലധികം നോൺ-പ്രോട്ടീനോജെനിക് അമിനോ ആസിഡുകൾ അറിയപ്പെടുന്നു. ഹൈഡ്രജൻ ബോണ്ടിംഗ് പോലുള്ള ശക്തികൾ അമിനോ ആസിഡുകളുടെ ത്രിതീയ ഘടനയെ പ്രാഥമികമായി സ്ഥിരപ്പെടുത്തുന്നു.

രോഗങ്ങളും വൈകല്യങ്ങളും

ഫങ്ഷണൽ പ്രോട്ടീന്റെ രൂപീകരണത്തിൽ ഒരു അസ്വസ്ഥത ഉണ്ടാകുമ്പോൾ ജീൻ സ്പേഷ്യൽ ഘടനകൾ, പ്രോട്ടീൻ ഫോൾഡിംഗ് ഡിസീസ് എന്ന പദം സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്. അത്തരത്തിലുള്ള ഒരു തകരാറാണ് ഹണ്ടിങ്ടൺസ് രോഗം. ഈ ജനിതക രോഗം ഒരു ഓട്ടോസോമൽ ആധിപത്യ രീതിയിലാണ് പാരമ്പര്യമായി ലഭിക്കുന്നത്, ഇത് ക്രോമസോം 4 ലെ ജനിതക പരിവർത്തനം മൂലമാണ്. ജീൻ ഉൽപ്പന്നം. ഡിസോർഡർ ഒരു ന്യൂറോളജിക്കൽ രോഗമാണ്, പ്രാഥമികമായി വിദൂര കൈകാലുകളുടെയും മുഖത്തിന്റെയും അനിയന്ത്രിതമായ ഹൈപ്പർകൈനസുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. തുടർച്ചയായ ഹൈപ്പർകൈനുകൾ ബാധിച്ച പേശികളിൽ കാഠിന്യം ഉണ്ടാക്കുന്നു. കൂടാതെ, രോഗബാധിതരായ രോഗികൾ വർദ്ധിച്ച ഊർജ്ജ ചെലവ് അനുഭവിക്കുന്നു. ഹൈഡ്രജൻ ബോണ്ടിംഗ് അല്ലെങ്കിൽ പൊതുവായ പ്രോട്ടീൻ ഘടനയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട പാത്തോളജിക്കൽ പ്രതിഭാസങ്ങൾ ഭ്രാന്തൻ പശു രോഗം പോലുള്ള പ്രിയോൺ രോഗങ്ങളിലും ഉണ്ട്. ഏറ്റവും വ്യാപകമായി അംഗീകരിക്കപ്പെട്ട സിദ്ധാന്തമനുസരിച്ച്, ബിഎസ്ഇ പ്രോട്ടീൻ തെറ്റായി മടക്കിക്കളയുന്നു. ഈ തെറ്റായി മടക്കിയ പ്രോട്ടീനുകളെ ഫിസിയോളജിക്കൽ പ്രക്രിയകളാൽ നശിപ്പിക്കാൻ കഴിയില്ല, അതിനാൽ ടിഷ്യൂകളിൽ, പ്രത്യേകിച്ച് മധ്യഭാഗത്ത് അടിഞ്ഞു കൂടുന്നു. നാഡീവ്യൂഹം. നാഡീകോശങ്ങളുടെ അപചയമാണ് ഫലം. പ്രോട്ടീൻ ഘടനയുടെ അപാകതകളും കാര്യകാരണ പശ്ചാത്തലത്തിൽ ചർച്ച ചെയ്യപ്പെടുന്നു അൽഷിമേഴ്സ് രോഗം. സൂചിപ്പിച്ച രോഗങ്ങൾ ഹൈഡ്രജൻ ബോണ്ടിംഗിനെ നേരിട്ട് ബാധിക്കുന്നില്ല, പക്ഷേ പ്രോട്ടീനുകളുടെ സ്പേഷ്യൽ ഘടനയെ പരാമർശിക്കുന്നു, അതിൽ ഹൈഡ്രജൻ ബോണ്ടിംഗ് ഗണ്യമായി സംഭാവന ചെയ്യുന്നു. ഹൈഡ്രജൻ ബോണ്ടിന്റെ സമ്പൂർണ്ണ കഴിവില്ലായ്മയുള്ള ഒരു ജീവി പ്രായോഗികമല്ല. ഇതിന് കാരണമാകുന്ന ഒരു മ്യൂട്ടേഷൻ ഗർഭാവസ്ഥയുടെ ആദ്യകാല കുറവിന് കാരണമാകും.