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Puentes de Hidrogeno
• El puente de hidrogeno es un tipo de fuerza
dipolo-dipolo que existe entre un atomoelectronegativo y un hidrogeno unido a otroatomo electronegativo;
Puede llegar a tener una fuerza ( H Dis)
comparable a la de un enlace covalentecoordinado (debi l )
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• Este tipo de interacciones (atracciones)
pueden ocurrir entre atomos de diferentesmoleculas:
• (intramolecular ) = entre atomos de la
misma molecula• (intermolecular ) = entre atomos demoleculas vecinas
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Intra-
Inter-
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• Los puentes de hidrogenos intermoleculares sonlos responsables por el alto punto de ebullicion delagua (100 °C).
• Este tipo de interaccion es tambien responsable enpor las estructuras secundarias, terciarias y
cuaternarias de las proteinas ( enzimas) y ácidosorgánicos
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• Usualmente, el puente de hidrogeno se loconsidera cuando el ‘H’ se encuentra entre losatomos F, O y N
• sin embargo
• “puentes de hidrogeno” tambien se han reportadocon otros atomos tales como, Br, Cl, P, S, entreotros.
Otras interacciones s p y p p son fuerzas dedispersión.
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Las interacciones s p y p p
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• El atomo que esta’ unido al hidrogenopor un enlace covalente se lo llama
“atomo donador de puente” y el atomoelectronegativo que atrae al hidrogeno selo llama atomo “aceptor ”.
• Normalmente esto se define por lasdistancias interatomicas:
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• En estos “enlaces”, que son descritos como:
X-H•••X’ las distancias son:
X-H ~1.0 ÅH•••X’ ~1.5 - 2.5 Å.
A menudo se reporta solamente las distancias entrelos atomos electronegativos D(X•••X’) = 2.5 - 3.5 Å.
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• La magnitud de la interaccion “puente de hidrogeno”se ha calculado y medido mediante varios metodos(e.g.: dinamica molecular , NMR, etc.)
• F—H···F (155 kJ/mol) interacción linear
• O—H···N (29 kJ/mol)
• O—H···O (21 kJ/mol)
• N—H···N (13 kJ/mol)
• N—H···O (8 kJ/mol)
• HOH···OH3+ (18 kJ/mol)
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La longitud y la fuerza del puente dehidrogeno depende
• del tipo de atomo (electronegativo),• la temperatura,• la presion,
• el angulo de la interaccion y• el ambiente (fuerza ionica del medio)
En promedio, la longitud de un puente dehidrogeno en el agua es 1.81 Å (181 pm).
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• A 25 °C, se ha estimado que cada agua participaen un promedio de 3.59 puentes de hidrogeno.
• A 100 °C, este valor es 3.24• A 0 °C, el numero de puentes promedio es de3.69.
Consecuencias de los puentes de hidrogeno:Ejemplos
• Los puntos de ebullicion de NH3, H2O, & HF.Compare con el p.eb. del PH
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.• Los glicoles y los acidos anhidros del fosforo son
extremadamente viscosos.
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• Compuestos con grupos carboxilicos y con fluorpresentan desviaciones importantes debido a laformacion de dimeros y oligomeros
Modelamiento
Molecular
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Ferrodoxin rendered from a Brookhaven PDB file
Iron complexed to sulphur containing residues highlighted
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Estructura helicoidal doble del ADN
• Cada molécula de ADN está constituida por dos cadenas
formadas por un alto número de nucleótidos. Estascadenas forman una doble hélice (descubierta en 1953 porJ. Watson y F. Crick).
•
• Los nucleótidos de cada cadena se asocianespecíficamente con nucleótidos (complementarios) de laotra cadena.
• cada nucleótido está formado por:un grupo fosfato
una azucar (desoxirribosa)
una base (que contiene nitrogeno)
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• El ADN lo forman cuatro tipos de nucleótidos,diferenciados por sus bases nitrogenadas, divididas
en dos grupos:
dos purinas: adenina (A) y guanina (G), ydos pirimidínas: citosina (C) y timina (T).
• Las bases nitrogenadas se unen por los puentes dehidrogeno cuando cumplen ciertos requisitios degeometria que les permite formar los mejorespuentes de hidrogeno.
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Las bases complementarias son:
• Adenina (A) con Timina (T), que forman dos puentes-H: A=T
• Citosina (C) con Guanina (G), que forman tres puentes-H: C≡G
Notese que otras combinaciones de bases son posibles, pero esto no
generaria una helice de ADN con un diametro interno de 20 Å
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• Las bases Adenina,Timina, Citosina y Guanina sonno polares y forman el interior hidrofobico,mientras que los fosfatos forman el exterior
hidrofilico del ADN.
• El ADN es antiparalelo, es decir, las dos cadenas
(helices) de ADN tienen polaridad quimica opuesta:
Sus esqueletos de azucar-fosfato van en direccionesopuestas.
Esta direccion está dictada por la posicion de losanillos de ribosa.
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• Delicados Puentes de Hidrogeno
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Estabilidad de macrociclos
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Fuerzas de Van der Waals