Betydelsen av vätebindning

Vätebindning är viktig i många kemiska processer. Vätebindning är ansvarig för vattnets unika lösningsmedelsförmåga. Vätebindningar håller komplementära DNA-strängar tillsammans, och de är ansvariga för att bestämma den tredimensionella strukturen hos vikta proteiner inklusive enzymer och antikroppar.

Ett enkelt sätt att förklara vätebindningar är med vatten. Vattenmolekylen består av två väten som är kovalent bundna till ett syre. Eftersom syre är mer elektronegativt än väte drar syre de delade elektronerna närmare sig själv. Detta ger syreatomen en något mer negativ laddning än någon av väteatomerna. Denna obalans kallas en dipol, vilket får vattenmolekylen att ha en positiv och negativ sida, nästan som en liten magnet. Vattenmolekyler inriktas så att väte på en molekyl vetter mot syret på en annan molekyl. Detta ger vatten en högre viskositet och gör det också möjligt för vatten att lösa upp andra molekyler som antingen har en något positiv eller negativ laddning.

Proteinstrukturen bestäms delvis genom vätebindning. Vätebindningar kan uppstå mellan väte på en amin och ett elektronegativt element, såsom syre på en annan rest. När ett protein viks på plats "zippar" en serie vätebindning samman molekylen och håller den i en specifik tredimensionell form som ger proteinet sin speciella funktion.

Vätebindningar håller komplementära DNA-strängar tillsammans. Nukleotider paras exakt baserat på positionen för tillgängliga vätebindningsgivare (tillgängliga, något positiva väten) och vätebindningsacceptorer (elektronegativa oxygener). Nukleotidtyminen har en donator och en acceptorplats som parar sig perfekt med nukleotid-adenins komplementära acceptor- och donatorplats. Cytosin parar perfekt med guanin genom tre vätebindningar.

Antikroppar är vikta proteinstrukturer som exakt riktar sig mot och passar ett specifikt antigen. När antikroppen väl har producerats och uppnått sin tredimensionella form (med hjälp av vätebindning) kommer antikroppen att anpassas som en nyckel i ett lås till dess specifika antigen. Antikroppen kommer att låsa fast på antigenet genom en serie interaktioner inklusive vätebindningar. Människokroppen har kapacitet att producera över tio miljarder olika typer av antikroppar i en immunitetsreaktion.

Medan enskilda vätebindningar inte är särskilt starka, är en serie vätebindningar mycket säkra. När en molekyl väte binder genom två eller flera ställen med en annan molekyl bildas en ringstruktur som kallas ett kelat. Kelaterande föreningar är användbara för att avlägsna eller mobilisera molekyler och atomer såsom metaller.