النبات
مواضيع عامة في علم النبات
الجذور - السيقان - الأوراق
النباتات الوعائية واللاوعائية
البذور (مغطاة البذور - عاريات البذور)
الطحالب
النباتات الطبية
الحيوان
مواضيع عامة في علم الحيوان
علم التشريح
التنوع الإحيائي
البايلوجيا الخلوية
الأحياء المجهرية
البكتيريا
الفطريات
الطفيليات
الفايروسات
علم الأمراض
الاورام
الامراض الوراثية
الامراض المناعية
الامراض المدارية
اضطرابات الدورة الدموية
مواضيع عامة في علم الامراض
الحشرات
التقانة الإحيائية
مواضيع عامة في التقانة الإحيائية
التقنية الحيوية المكروبية
التقنية الحيوية والميكروبات
الفعاليات الحيوية
وراثة الاحياء المجهرية
تصنيف الاحياء المجهرية
الاحياء المجهرية في الطبيعة
أيض الاجهاد
التقنية الحيوية والبيئة
التقنية الحيوية والطب
التقنية الحيوية والزراعة
التقنية الحيوية والصناعة
التقنية الحيوية والطاقة
البحار والطحالب الصغيرة
عزل البروتين
هندسة الجينات
التقنية الحياتية النانوية
مفاهيم التقنية الحيوية النانوية
التراكيب النانوية والمجاهر المستخدمة في رؤيتها
تصنيع وتخليق المواد النانوية
تطبيقات التقنية النانوية والحيوية النانوية
الرقائق والمتحسسات الحيوية
المصفوفات المجهرية وحاسوب الدنا
اللقاحات
البيئة والتلوث
علم الأجنة
اعضاء التكاثر وتشكل الاعراس
الاخصاب
التشطر
العصيبة وتشكل الجسيدات
تشكل اللواحق الجنينية
تكون المعيدة وظهور الطبقات الجنينية
مقدمة لعلم الاجنة
الأحياء الجزيئي
مواضيع عامة في الاحياء الجزيئي
علم وظائف الأعضاء
الغدد
مواضيع عامة في الغدد
الغدد الصم و هرموناتها
الجسم تحت السريري
الغدة النخامية
الغدة الكظرية
الغدة التناسلية
الغدة الدرقية والجار الدرقية
الغدة البنكرياسية
الغدة الصنوبرية
مواضيع عامة في علم وظائف الاعضاء
الخلية الحيوانية
الجهاز العصبي
أعضاء الحس
الجهاز العضلي
السوائل الجسمية
الجهاز الدوري والليمف
الجهاز التنفسي
الجهاز الهضمي
الجهاز البولي
المضادات الحيوية
مواضيع عامة في المضادات الحيوية
مضادات البكتيريا
مضادات الفطريات
مضادات الطفيليات
مضادات الفايروسات
علم الخلية
الوراثة
الأحياء العامة
المناعة
التحليلات المرضية
الكيمياء الحيوية
مواضيع متنوعة أخرى
الانزيمات
Hydrogen Bonds and the Chelate Effect
المؤلف:
Robert Schleif
المصدر:
Genetics and Molecular Biology
الجزء والصفحة:
2nd Edition , p158-159
2025-05-03
66
A hydrogen atom shared by two other atoms generates a hydrogen bond. This sharing is energetically most important when the three atoms are in a straight line and the atom to which the hydrogen is covalently bonded, the hydrogen bond donor, possesses a partial negative charge
and the partner atom, a hydrogen bond acceptor, also possesses a partial negative charge. Then the atoms may approach each other quite closely and the electrostatic attractive forces and the dispersion forces will be appreciable. Since the amide of the peptide bond can be a hydrogen donor, and the carboxyl can be a hydrogen acceptor, proteins have a potential for forming a great many hydrogen bonds. In addition, more than half the side groups of the amino acids usually participate in hydrogen bonding.
A paradox is generated by the existence of hydrogen bonds in proteins. Studies with model compounds show that a hydrogen bond to water should be stronger than a hydrogen bond between amino acids. Why then don’t proteins denature and make all their hydrogen bonds to water? A part of the answer is the chelate effect. That is, two objects appear to bind to one another far more strongly if something else holds them in the correct binding positions than if their own attractive forces must correctly position the objects. In a protein with a structure that holds amino acids in position, any single bond between amino acids within the protein is entropically more favorable than altering the structure of the protein and making the bond to water. Another way of looking at this is that the formation of one hydrogen bond holds other amino acids in position so that they may more easily form hydrogen bonds themselves.
The chelate effect is important in understanding many phenomena of molecular biology. A different example, explained more fully later, concerns proteins. Much of the work required for two macromolecules to bind to one another is correctly positioning and orienting them. Consider the binding of a protein to DNA. If the protein and DNA have been correctly positioned and oriented, then all of their interaction energy can go into holding the two together. In the binding of a dimeric protein to DNA, once the first subunit has bound, the second subunit is automatically positioned and oriented correctly. Therefore the second subunit appears to have the larger effect in binding the protein to DNA than the first one. Equivalently, the dimer appears to bind more tightly than would be predicted by simply doubling the ∆G of the binding reaction of the monomer.