- हाइड्रोफोबिक बातचीत क्या हैं?
- जैविक महत्व
- हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन के उदाहरण
- झिल्ली
- प्रोटीन
- डिटर्जेंट
- संदर्भ
हाइड्रोफोबिक बातचीत (HI) बलों है कि एक समाधान या ध्रुवीय विलायक में डूबे अध्रुवी यौगिकों के बीच सामंजस्य बनाए रखने रहे हैं। अन्य गैर-सहसंयोजक बातचीत के विपरीत, जैसे कि हाइड्रोजन बांड, आयनिक इंटरैक्शन या वैन डेर वाल्स बल, हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन विलेय के आंतरिक गुणों पर निर्भर नहीं करते हैं, बल्कि सॉल्वैंट्स पर।
इन अंतःक्रियाओं का एक बहुत ही निराशाजनक उदाहरण चरण अलगाव हो सकता है जो तब होता है जब तेल के साथ पानी मिलाने की बात आती है। इस मामले में, तेल के अणु अपने आस-पास पानी के अणुओं की व्यवस्था के परिणामस्वरूप एक-दूसरे के साथ "बातचीत" करते हैं।
पानी के उत्सर्जन में वसा (विकिमीडिया कॉमन्स से कैटरीन सोहराबि)
इन मुलाकातों की धारणा 1940 के दशक से पहले से मौजूद है। हालांकि, "हाइड्रोफोबिक बॉन्ड" शब्द को 1959 में कुज़मैन द्वारा गढ़ा गया था, जबकि कुछ प्रोटीनों की त्रि-आयामी संरचना को स्थिर करने में सबसे महत्वपूर्ण कारकों का अध्ययन किया गया था।
HI जैविक प्रणालियों में होने वाले सबसे महत्वपूर्ण पारस्परिक क्रियाओं में से एक हैं। वे विभिन्न प्रकार के इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों और रासायनिक और दवा उद्योग में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं जो आज हम जानते हैं।
हाइड्रोफोबिक बातचीत क्या हैं?
IH का भौतिक कारण एक समाधान में पानी के अणुओं के साथ हाइड्रोजन बॉन्ड बनाने के लिए नॉनपोलर पदार्थों की अक्षमता पर आधारित है।
उन्हें "निरर्थक इंटरैक्शन" के रूप में जाना जाता है क्योंकि वे विलेय अणुओं के बीच संबंध से संबंधित नहीं हैं, बल्कि पानी के अणुओं की प्रवृत्ति के साथ हाइड्रोजन बॉन्डिंग के माध्यम से अपनी स्वयं की बातचीत बनाए रखने के लिए हैं।
जब पानी के संपर्क में होते हैं, तो एपोलर या हाइड्रोफोबिक अणु पानी के संपर्क के सतह क्षेत्र को कम करके सबसे अच्छी स्थिरता प्राप्त करने के लिए, अनायास एकत्र होते हैं।
यह प्रभाव एक मजबूत आकर्षण के लिए गलत हो सकता है, लेकिन यह केवल विलायक के संबंध में पदार्थों के nonpolar चरित्र का एक परिणाम है।
एक थर्मोडायनामिक दृष्टिकोण से समझाया गया है, ये सहज जुड़ाव एक ऊर्जावान रूप से अनुकूल राज्य की तलाश में होते हैं, जहां मुक्त ऊर्जा () जी) की सबसे कम भिन्नता है।
इस बात को ध्यान में रखते हुए कि = G = - H - T, S, सबसे ऊर्जावान रूप से अनुकूल स्थिति वह होगी जहां एन्ट्रापी () S) अधिक होती है, यानी जहां कम पानी के अणु होते हैं, जिनकी घूर्णी और लिप्यंतरण स्वतंत्रता संपर्क से कम हो जाती है एक माफी दाता के साथ।
जब पानी के अणुओं से बंधे हुए एपोलर के अणु एक दूसरे के साथ जुड़ते हैं, तो इन अणुओं के अलग-अलग बने रहने की तुलना में एक अधिक अनुकूल स्थिति प्राप्त होती है, प्रत्येक पानी के अणुओं के एक अलग "पिंजरे" से घिरा होता है।
जैविक महत्व
HI जैव रासायनिक प्रक्रियाओं की एक किस्म में होने के बाद से अत्यधिक प्रासंगिक हैं।
इन प्रक्रियाओं में प्रोटीन में परिवर्तन, एंजाइमों के लिए सब्सट्रेट का बंधन, एंजाइम परिसरों के सबयूनिट्स का संयोजन, जैविक झिल्ली के एकत्रीकरण और गठन, जलीय समाधानों में प्रोटीन का स्थिरीकरण और अन्य शामिल हैं।
मात्रात्मक शब्दों में, विभिन्न लेखकों ने बड़ी संख्या में प्रोटीन की संरचना की स्थिरता में HI के महत्व को निर्धारित करने के काम पर ले लिया है, जिससे यह निष्कर्ष निकला है कि ये इंटरैक्शन 50% से अधिक योगदान करते हैं।
कई मेम्ब्रेन प्रोटीन (इंटीग्रल और पेरीफेरल), लिपिड बाइलयर्स के साथ जुड़े होते हैं, HI के लिए धन्यवाद, जब उनकी संरचनाओं में, इन प्रोटीनों में हाइड्रोफोबिक डोमेन होते हैं। इसके अलावा, कई घुलनशील प्रोटीनों की तृतीयक संरचना की स्थिरता HI पर निर्भर है।
सेल बायोलॉजी के अध्ययन में कुछ तकनीकें संपत्ति का शोषण करती हैं जो कुछ आयनिक डिटर्जेंट मिसेल बनाने के लिए होती हैं, जो एम्फीफिलिक यौगिकों की "गोलार्द्धीय" संरचनाएं हैं जिनके एपोलर क्षेत्र HI के लिए एक-दूसरे के साथ जुड़ते हैं।
मिसेल का उपयोग फार्मास्युटिकल अध्ययनों में भी किया जाता है जिसमें वसा में घुलनशील दवाओं की डिलीवरी शामिल होती है और मानव शरीर में जटिल विटामिन और लिपिड के अवशोषण के लिए उनका निर्माण भी आवश्यक है।
हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन के उदाहरण
झिल्ली
HI का एक उत्कृष्ट उदाहरण कोशिका झिल्लियों का निर्माण है। ऐसी संरचनाएं एक फॉस्फोलिपिड बाइलर से बनी होती हैं। इसका संगठन HI के कारण है जो "जुलूस" में एपेलर पूंछ के बीच के आसपास के जलीय माध्यम के कारण होता है।
प्रोटीन
HIs का गोलाकार प्रोटीनों की तह पर काफी प्रभाव पड़ता है, जिसका जैविक रूप से सक्रिय रूप एक विशेष स्थानिक विन्यास की स्थापना के बाद प्राप्त होता है, जो संरचना में कुछ अमीनो एसिड अवशेषों की उपस्थिति द्वारा नियंत्रित होता है।
- एपोमोग्लोबिन के लिए मामला
Apomyoglobin (हीम समूह की कमी वाला मायोग्लोबिन) एक छोटा अल्फा-हेलिकल प्रोटीन है, जिसने अपने पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में एपोलर अवशेषों के बीच तह प्रक्रिया और IH के महत्व का अध्ययन करने के लिए एक मॉडल के रूप में कार्य किया है।
डायसन एट अल द्वारा किए गए एक अध्ययन में। 2006 में जहां एपोमोग्लोबिन के उत्परिवर्तित अनुक्रमों का उपयोग किया गया था, यह दिखाया गया था कि एपोमोग्लोबिन तह घटनाओं की दीक्षा मुख्य रूप से अल्फा-हेलिकॉप्टरों के एपोलर समूहों के साथ एमिनो एसिड के बीच HI पर निर्भर करती है।
इस प्रकार, अमीनो एसिड अनुक्रम में शुरू किए गए छोटे परिवर्तनों का मतलब तृतीयक संरचना में महत्वपूर्ण संशोधन है, जो खराब रूप से गठित और निष्क्रिय प्रोटीन को जन्म देता है।
डिटर्जेंट
HI का एक और स्पष्ट उदाहरण वाणिज्यिक डिटर्जेंट की कार्रवाई का तरीका है जो हम हर दिन घरेलू उद्देश्यों के लिए उपयोग करते हैं।
डिटर्जेंट एम्फ़िपैथिक अणु (एक ध्रुवीय क्षेत्र और एक अपोलर क्षेत्र के साथ) हैं। वे वसा को "पायसीकारी" कर सकते हैं क्योंकि उनके पास पानी के अणुओं के साथ हाइड्रोजन बांड बनाने की क्षमता होती है और वसा में लिपिड के साथ हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन होते हैं।
जब एक जलीय घोल में वसा के संपर्क में होते हैं, तो डिटर्जेंट अणु एक दूसरे के साथ इस तरह जुड़ते हैं कि एपेलर एक दूसरे का सामना करते हैं, लिपिड अणुओं को घेरते हैं, और ध्रुवीय क्षेत्र मिसेल की सतह की ओर उजागर होते हैं, जो प्रवेश करते हैं पानी से संपर्क करें।
संदर्भ
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