Anar al contingut

Unió molecular

De L'Enciclopèdia, la wikipedia en valencià

L'unió molecular és una interacció atractiva entre dos molècules que dona com resultat una associació estable en la que les molècules estan molt pròximes entre sí. Es forma quan els àtoms o molècules s'unixen compartint electrons. A sovint, pero no sempre, implica algun enllaç químic.

En alguns casos, les associacions poden ser prou fortes; per eixemple, la proteïna estreptavidina i la vitamina biotina tenen una constant de dissociació (que reflectix la relació entre la biotina unida i lliure) de l'orde de 10-14, per lo que les reaccions són efectivament irreversibles. El resultat de l'unió molecular és a voltes la formació d'un complex molecular en el que les forces d'atracció que mantenen units els components són generalment no covalente i, per lo tant, normalment són energèticament més dèbils que els enllaços covalente.

L'unió molecular es produïx en complexos biològics (per eixemple, entre parells o conjunts de proteïnes, o entre una proteïna i un lligant de molècula chicoteta a la que s'unix) i també en sistemes químics biològics, per eixemple, com en els casos de polímer de coordinació i rets de coordinació com marcs metal-orgànics.

Tipos

[editar | editar còdic]

L'unió molecular es pot classificar en els següents tipos:[1]

  • no covalente: no es formen enllaços químics entre les dos molècules que interactuen, per lo que l'associació és completament reversible
  • covalente reversible: es forma un enllaç químic, no obstant, la diferencia d'energia lliure que separa els reactius no covalentemente enllaçats del producte enllaçat està prop del equilibri i la barrera d'activació és relativament baixa, de modo que la reacció inversa que escindix l'enllaç químic ocorre fàcilment
  • Covalente irreversible: es forma un enllaç químic en el que el producte és termodinámicamente molt més estable que els reactius, de modo que no es produïx la reacció inversa.


Les molècules unides a voltes es denominen «complex molecular»; el terme generalment es referix a associacions no covalente.[2] Les interaccions no covalente poden tornar-se efectivament irreversibles; per eixemple, els inhibidors de enzimes d'unió estreta poden tindre una cinètica que s'assembla molt als inhibidors covalente irreversibles. Entre els complexos proteïna-proteïna coneguts més estrets es troba el que es troba entre l'enzima angiogenina i l'inhibidor de la ribonucleasa; la constant de dissociació de les proteïnes humanes és 5x10 -16 mol/L.[3][4] Un atre eixemple biològic és la proteïna d'unió a estreptavidina, que té extraordinàriament alta afinitat per la biotina (vitamina B7/H, constant de dissociació, Kd ≈10-14 mol/L).[5] En tals casos, si les condicions de reacció canvien (per eixemple, la proteïna es mou a un ambient a on les concentracions de biotina són molt baixes, o s'alteren el pH o les condicions iòniques), es pot promoure la reacció inversa. Per eixemple, l'interacció biotina-estreptavidina es pot trencar incubando el complex en aigua a 70 °C, sense danyar cap de les molècules.[6] Un eixemple de canvi en la concentració local que causa la dissociació es pot trobar en l'efecte Bohr, que descriu la dissociació dels ligandos de l'hemoglobina en el pulmó front als teixits perifèrics.


Algunes interaccions proteïna-proteïna donen com a resultat enllaces covalente,[7] i alguns fàrmacs són antagonistas irreversibles que poden o no estar units covalentement.[8] El descobriment de fàrmacs ha passat per periodos en els que els candidats a fàrmacs que s'unixen covalentemente als seus objectius són atractius i després s'eviten; l'èxit de bortezomib va fer que els candidats d'unió covalente a pur de bor anaren més atractius a finals de la década de 2000.[9][10][11]

Força impulsora

[editar | editar còdic]

Per a que el complex siga estable, l'energia lliure del complex, per definició, deu ser menor que la de les molècules separades per dissolvent. L'unió pot estar impulsada principalment per la entropía (lliberació de molècules de dissolvent ordenades al voltant de la molècula aïllada que dona com resultat un aument net d'entropía del sistema). Quan el solvent és aigua, açò es coneix com efecte hidrofòbic. Alternativament, l'unió pot estar impulsada per entalpia a on les forces d'atracció no covalente tals com l'atracció electrostàtica, els enllaços d'hidrogen i les forces de van der Waals/London són les principals responsables de la formació d'un complex estable.[12] Els complexos que tenen una forta contribució d'entropía a la formació tendixen a tindre contribucions d'entalpia dèbils. Pel contrari, els complexos que tenen un component d'entalpia forta tendixen a tindre un component d'entropía dèbil. Este fenomen es coneix com compensació d'entalpia-entropía.[13]


Referències

[editar | editar còdic]
  1. ↑ «Beyond Picomolar Affinities: Quantitative Aspects of Noncovalent and Covalent Binding of Drugs to Proteins».Journal of Medicinal Chemistry.52(2)
    225–233.ISSN 0022-2623.doi:10.1021/jm800498i.
  2. ↑ «Definition of a molecular complex». Compendium of Chemical Terminology: Gold Book. International Union of Pure and Applied Chemistry. «"A molecular entity formed by loose association involving two or more component molecular entities (ionic or uncharged), or the corresponding chemical species. The bonding between the components is normally weaker than in a covalent bond. The term has also been used with a variety of shades of meaning in different contexts: it is therefore best avoided when a more explicit alternative is applicable. In inorganic chemistry the term 'coordination entity' is recommended instead of 'complex'."»
  3. ↑ «Molecular recognition of human angiogenin by placental ribonuclease inhibitor--an X-ray crystallographic study at 2.0 A resolution.».The EMBO Journal.16(17)
    5162–5177.ISSN 0261-4189.doi:10.1093/emboj/16.17.5162.
  4. ↑ «Ribonuclease inhibitor: structure and function».Progress in Nucleic Acid Research and Molecular Biology.80
    349–374.ISSN 0079-6603.doi:10.1016/S0079-6603(05)80009-1.
  5. ↑ «Avidin».Advances in Protein Chemistry.29
    85–133.ISSN 0065-3233.doi:10.1016/s0065-3233(08)60411-8.
  6. ↑ «The biotin-streptavidin interaction ca be reversibly broken using water at elevated temperatures».Electrophoresis.26(3)
    501–510.ISSN 0173-0835.doi:10.1002/elps.200410070.
  7. ↑ «Identification of Protein Interactions Involved in Cellular Signaling».Molecular & Cellular Proteomics : MCP.12(7)
    1752–1763.ISSN 1535-9476.doi:10.1074/mcp.R113.027771.
  8. ↑ Dona-li, M. M.; Dona-li, Maureen M. (2007). Rang & Dona-li's pharmacology, 6th ed edició (en en), Churchill Livingstone, p. 19. OCLC 76798115. ISBN 978-0-443-06911-6.
  9. ↑ «Not boring at all. Boron is the new carbon in the quest for novell drug candidates».EMBO Reports.10(2)
    125–8.doi:10.1038/embor.2009.2.
  10. ↑ «Not boring at all. Boron is the new carbon in the quest for novell drug candidates».EMBO Reports.10(2)
    125–128.ISSN 1469-221X.doi:10.1038/embor.2009.2.
  11. ↑ «Covalent Docking of Large Libraries for the Discovery of Chemical Probes».Nature chemical biology.10(12)
    1066–1072.ISSN 1552-4450.doi:10.1038/nchembio.1666.
  12. ↑ «What determines the strength of noncovalent association of ligands to proteins in aqueous solution?».Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.90(18)
    8402–8406.ISSN 0027-8424.
  13. ↑ «Thermodynamic analysis of biomolecular interactions».Current Opinion in Chemical Biology.3(5)
    557–563.ISSN 1367-5931.doi:10.1016/s1367-5931(99)00008-3.
Obtingut de «https://lenciclopedia.org/w/index.php?title=Unió_molecular&oldid=1356912»