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Tutorial MenueBiochemische Merkmale wichtiger chemischer SystemeLerneinheit 3 von 3

Schwache Wechselwirkungen in biologischen Systemen

Schwache Wechselwirkungen in biologischen Systemen

Die komplexen Funktionseinheiten biochemischer Systeme wie z.B. die Enzyme werden durch verschiedene reversible, nichtkovalente Wechselwirkungen zusammengehalten. Diese Wechselwirkungen sind sehr zahlreich und ihre Gesamtwirkung ist größer als die Summe der einzelnen Bindungskräfte. Sie sind vom pH-Wert , der Salzkonzentration und der Dielektrizitätskonstante des Lösungsmittels abhängig. Diese sog. schwachen Kräfte spielen eine Schlüsselrolle bei der Faltung der Proteine, der DNA-Replikation, der Erkennung von Substraten durch Enzyme oder der Interaktion zwischen Rezeptor und Ligand.

Abb.1

Diese nichtkovalenten Wechselwirkungen lassen sich unterteilen in ionische Wechselwirkungen, hydrophobe Wechselwirkungen und Dipolkräfte. Zu den Dipolkräften gehören die Metallkomplexierung, die van-der-Waals-Kräfte und die Kation-π-Wechselwirkungen. Auch die Wasserstoff-Brückenbindung gehört im weiteren Sinne zu den Dipolkräften.

Tab.1
Kräfte zwischen Ionen und Molekülen
Art der Wechselwirkungtypische Energie in kJ/mol im Abstand von 500 pmwechselwirkende Teilchen
Ion-Ion 250Ionen
Ion-Dipol 15Ionen und polare Moleküle
Dipol-Dipol 0,3-2alle Arten von Molekülen
Wasserstoff-Brücken20N, O, mit H-Atom als Brücke
hydrophober Effekt 5 pro Methyl-Gruppe (ohne Abstandsangabe) hydrophobe Gruppen im Wasser
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