मैक्रोमोलेक्यूलर अंतःक्रियाएं और बंधन
मैक्रोमोलेक्यूल्स अपने भागीदारों को कैसे पहचानते हैं और उनसे जुड़ते हैं, इसका भौतिक रसायन विज्ञान, जो लगभग हर जैविक प्रक्रिया के आधार पर आत्मीयता और विशिष्टता को निर्धारित करता है।
Definition
मैक्रोमोलेक्यूलर बंधन दो या दो से अधिक अणुओं का एक जटिल में प्रतिवर्ती, गैर-सहसंयोजक जुड़ाव है, जिसे थर्मोडायनामिक रूप से एक बंधन मुक्त ऊर्जा और गतिज रूप से जुड़ाव और विखंडन दरों द्वारा विशेषता दी जाती है।
Scope
यह विषय बंधन के संतुलन और ऊर्जा विज्ञान को शामिल करता है: विखंडन स्थिरांक बंधन मुक्त ऊर्जा को अधिभोग से कैसे संबंधित करता है, आत्मीयता को एन्थैल्पी और एन्ट्रापी में कैसे विभाजित किया जाता है, और आकार और रसायन विज्ञान की पूरकता विशिष्टता कैसे उत्पन्न करती है। इसमें वैचारिक स्तर पर सहकार्यता और प्रतिस्पर्धा और बंधन के प्रायोगिक अवलोकन शामिल हैं, लेकिन एलोस्टेरिक तंत्र और संरूपणात्मक युग्मन को पड़ोसी विषय पर छोड़ देता है।
Core questions
- विखंडन स्थिरांक बंधन मुक्त ऊर्जा को आंशिक अधिभोग से कैसे संबंधित करता है?
- एन्थैल्पी और एन्ट्रापी का क्या संतुलन बंधन आत्मीयता को निर्धारित करता है?
- आकार और रासायनिक पूरकता बंधन विशिष्टता कैसे बनाती है?
- सहकार्यता और प्रतिस्पर्धा बंधन वक्रों को कैसे आकार देती हैं?
Key theories
- संतुलन बंधन और विखंडन स्थिरांक
- संतुलन पर बंधी हुई साइटों का अंश विखंडन स्थिरांक के सापेक्ष लिगैंड सांद्रता द्वारा निर्धारित एक संतृप्ति (लैंगमुइर/हिल-प्रकार) वक्र का अनुसरण करता है, जो स्वयं बंधन मुक्त ऊर्जा का घातांक है।
- आत्मीयता का एन्थैल्पी-एन्ट्रापी विभाजन
- बंधन मुक्त ऊर्जा नए संपर्कों से एक एन्थैल्पिक पद और एक एन्ट्रापिक पद को जोड़ती है जिसमें अनुवादकीय स्वतंत्रता का नुकसान और व्यवस्थित विलायक की मुक्ति शामिल है, इसलिए आत्मीयता इन योगदानों के बीच एक क्षतिपूर्ति को दर्शाती है।
Mechanisms
एक इंटरफ़ेस तब बनता है जब पूरक सतहें हाइड्रोजन-बंध दाता और स्वीकर्ता, आवेशित समूह, और अध्रुवीय पैच को संरेखित करती हैं, जबकि विस्थापित और पुनर्गठित जल एक बड़ा विलायक पद का योगदान करता है। संचित कमजोर अंतःक्रियाएं संतुलन स्थिरांक को निर्धारित करती हैं; विशिष्टता इसलिए उत्पन्न होती है क्योंकि एक गैर-संज्ञानात्मक भागीदार समान पूरकता को संतुष्ट नहीं कर सकता है। सहकारी प्रणालियाँ, जिनमें एक बंधन घटना दूसरों की आत्मीयता को बदल देती है, सिग्मॉइडल बंधन वक्र उत्पन्न करती हैं, और परिणामी आत्मीयता को अनुमापन कैलोरीमेट्री, सतह-आधारित गतिज परख, और स्पेक्ट्रोस्कोपिक अनुमापन द्वारा पढ़ा जाता है।
Clinical relevance
मात्रात्मक बंधन दवाओं, एंटीबॉडी और सिग्नलिंग अणुओं की उनके लक्ष्यों पर क्रिया को रेखांकित करता है, इसलिए यहां आत्मीयता और विशिष्टता की अवधारणाएं आणविक फार्माकोलॉजी और परख डिजाइन के लिए शैक्षिक आधार हैं, न कि नैदानिक खुराक सलाह के लिए।
History
बंधन का मात्रात्मक विवरण प्रारंभिक अधिशोषण आइसोथर्म और हीमोग्लोबिन से सहकारी ऑक्सीजन बंधन के हिल के विश्लेषण से विकसित हुआ, और भौतिक जैव रसायन विज्ञान द्वारा बंधन मुक्त ऊर्जा को सीधे मापने के तरीकों के विकास के साथ एक ठोस थर्मोडायनामिक आधार पर रखा गया।
Key figures
- Linus Pauling
- Archibald Hill
- Irving Langmuir
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Seminal works
- phillips2012
- vanholde2006
Frequently asked questions
- विखंडन स्थिरांक आपको क्या बताता है?
- यह लिगैंड सांद्रता है जिस पर आधी बंधन साइटें अधिग्रहित होती हैं; एक छोटा विखंडन स्थिरांक अधिक कसकर बंधन का अर्थ है और अधिक अनुकूल बंधन मुक्त ऊर्जा से मेल खाता है।
- दो अणुओं के एक साथ जुड़ने पर भी बंधन एन्ट्रापिक रूप से अनुकूल क्यों हो सकता है?
- हालांकि भागीदार कुछ स्वतंत्रता खो देते हैं, बंधन अक्सर संपर्क सतहों से व्यवस्थित जल को मुक्त करता है, और विलायक एन्ट्रापी में यह लाभ मैक्रोमोलेक्यूल्स द्वारा खोई गई एन्ट्रापी से अधिक हो सकता है।