Zawartość
Wiązanie wodoru jest ważne w wielu procesach chemicznych. Wiązanie wodorowe jest odpowiedzialne za unikalne możliwości rozpuszczalników w wodzie. Wiązania wodorowe utrzymują razem komplementarne nici DNA i są odpowiedzialne za określanie trójwymiarowej struktury fałdowanych białek, w tym enzymów i przeciwciał.
Przykład: woda
Prostym sposobem wyjaśnienia wiązań wodorowych jest woda. Cząsteczka wody składa się z dwóch atomów wodoru kowalencyjnie związanych z tlenem. Ponieważ tlen jest bardziej elektroujemny niż wodór, tlen przyciąga wspólne elektrony bliżej siebie. Daje to atomowi tlenu nieco większy ładunek ujemny niż którykolwiek z atomów wodoru. Ten brak równowagi nazywa się dipolem, powodując, że cząsteczka wody ma stronę dodatnią i ujemną, prawie jak mały magnes. Cząsteczki wody wyrównują się, dzięki czemu wodór jednej cząsteczki napotka tlen na innej cząsteczce. Daje to wodzie lepszą lepkość, a także pozwala wodzie rozpuszczać inne cząsteczki, które mają ładunek nieznacznie dodatni lub ujemny.
Fałdowanie białek
Struktura białka jest częściowo określona przez wiązanie wodorowe. Wiązania wodorowe mogą występować między wodorem na aminie a pierwiastkiem elektroujemnym, takim jak tlen na innej reszcie. Gdy białko składa się na swoje miejsce, szereg wiązań wodorowych „zamyka” cząsteczkę razem, utrzymując ją w specyficznej trójwymiarowej formie, która nadaje białku jej szczególną funkcję.
DNA
Wiązania wodorowe utrzymują razem komplementarne nici DNA. Nukleotydy łączą się w pary dokładnie w oparciu o pozycję dostępnych donorów wiązań wodorowych (dostępne, lekko dodatnie atomy wodoru) i akceptorów wiązań wodorowych (elektroujemne atomy tlenu). Tymina nukleotydowa ma jedno miejsce donorowe i jedno akceptorowe, które doskonale łączy się z komplementarnym miejscem akceptorowym i donorowym adeniny nukleotydowej. Cytozyna doskonale łączy się z guaniną poprzez trzy wiązania wodorowe.
Przeciwciała
Przeciwciała są złożonymi strukturami białkowymi, które precyzyjnie celują i pasują do określonego antygenu. Gdy przeciwciało zostanie wytworzone i osiągnie swój trójwymiarowy kształt (wspomagany wiązaniem wodorowym), przeciwciało dopasuje się jak klucz do zamka względem swoistego antygenu. Przeciwciało zablokuje się na antygenie poprzez szereg interakcji, w tym wiązania wodorowe. Ciało ludzkie ma zdolność wytwarzania ponad dziesięciu miliardów różnych rodzajów przeciwciał w reakcji odpornościowej.
Chelatacja
Podczas gdy pojedyncze wiązania wodorowe nie są bardzo silne, seria wiązań wodorowych jest bardzo bezpieczna. Gdy jedna cząsteczka wodoru wiąże się przez dwa lub więcej miejsc z inną cząsteczką, powstaje struktura pierścieniowa znana jako chelat. Związki chelatujące są przydatne do usuwania lub mobilizacji cząsteczek i atomów, takich jak metale.