Ποιος είναι ο μέγιστος αριθμός μορίων νερού που θεωρητικά ένα μόριο ασπαραγίνης σε ρΗ 7 θα μπορούσε να δεσμεύσει υδρογόνο με;
Κατανόηση της ασπαραγίνης και της σύνδεσης υδρογόνου
* ασπαραγίνη: Ένα αμινοξύ με τη δομή NH2-CH (CH2CONH2) -COOH. Έχει αρκετούς δυνητικούς δότες δεσμού υδρογόνου (NH2, CONH2, COOH) και δέκτες (CO, NH2, CONH2).
* δεσμός υδρογόνου: Μια ασθενής αλληλεπίδραση μεταξύ ενός ατόμου υδρογόνου που συνδέεται ομοιοπολικά με ένα εξαιρετικά ηλεκτροαρνητικό άτομο (όπως το οξυγόνο ή το άζωτο) και ένα ζεύγος ηλεκτρονίων σε άλλο ηλεκτροαρνητικό άτομο.
Παράγοντες που επηρεάζουν τη σύνδεση υδρογόνου:
* Γεωμετρία: Τα εμπλεκόμενα άτομα πρέπει να είναι κατάλληλα προσανατολισμένα για να σχηματιστεί ο δεσμός υδρογόνου.
* Προσβασιμότητα: Οι δότες και οι δέκτες δεσμού υδρογόνου πρέπει να εκτίθενται και να μην παρεμποδίζονται στερητικά.
Εκτίμηση του μέγιστου αριθμού μορίων νερού
1. Προσδιορίστε πιθανές θέσεις δεσμού υδρογόνου: Το Asparagine έχει:
* 2 ομάδες NH2 (το καθένα με 2 δυνητικούς δότες δεσμού υδρογόνου)
* 1 ομάδα CONH2 (με 1 δότη και 1 δέκτη)
* 1 ομάδα COOH (με 1 δότη και 1 δέκτη)
* 1 ομάδα CO (με 1 δέκτη)
2. Εξετάστε στερεοχημικά εμπόδιο:Η ομάδα CONH2 της πλευρικής αλυσίδας μπορεί να παρεμποδιστεί κάπως, περιορίζοντας το δυναμικό σύνδεσης υδρογόνου.
3. Νερό ως δότος δεσμού υδρογόνου και δέκτης: Τα μόρια νερού μπορούν να σχηματίσουν έως και τέσσερις δεσμούς υδρογόνου (δύο ως δότες και δύο ως δέκτες).
Εκτιμώμενο μέγιστο:
Με βάση τα παραπάνω, μια πολύ τραχιά εκτίμηση του μέγιστου αριθμού μορίων νερού που ένα μόριο ασπαραγίνης θα μπορούσε να δεσμευτεί υδρογόνο με το ρΗ 7 είναι περίπου 7-8 .
Σημαντικές εκτιμήσεις:
* Αυτό είναι ένα θεωρητικό μέγιστο. Στην πραγματικότητα, ο αριθμός των δεσμών υδρογόνου που σχηματίζονται θα εξαρτηθεί από το συγκεκριμένο περιβάλλον, τη συγκέντρωση και την παρουσία άλλων μορίων.
* Η κατάσταση του ρΗ 7 είναι σημαντική επειδή επηρεάζει την κατάσταση ιονισμού της καρβοξυλικής ομάδας (COOH), η οποία μπορεί να επηρεάσει την ικανότητα σύνδεσης υδρογόνου.
Συμπερασματικά: Ενώ μπορούμε να υπολογίσουμε ένα θεωρητικό μέγιστο, ο πραγματικός αριθμός μορίων νερού που η ασπαραγίνη μπορεί να δεσμεύσει υδρογόνο με σε ένα δεδομένο διάλυμα θα επηρεαστεί από διάφορους παράγοντες.
