Водородная связь и ее роль в биологических системах

Введение
<br>Представления об участии атома водорода в образовании двух химических связей (а не одной, как соответствовало бы его классической валентности) появились в конце XIX века (Ильинский, 1887 год) и начале XX века (Мур и Винмил, 1912 год; Хаггинс, 1919 год). Дальнейшее достаточно быстрое накопление экспериментальных данных, для объяснения которых эти представления оказались полезными, позволило не только привыкнуть к самому факту наличия водородной связи, но и дать некоторые разъяснения, по каким причинам она возникает, почему такого типа связь наиболее широко распространена именно для водородсодержащих соединений и не столь часто встречается у соединений, в которых соответствующие атомы водорода заменены на другие, например на атомы щелочных металлов.
<br>Водородную связь относят к числу слабых химических взаимодействий. Энергия водородной связи обычно лежит в пределах от 10 до 30 кДж/моль, хотя иногда она достигает и сотен кДж/моль. Энергии обычных химических связей (ковалентных и ионных), как правило, заметно превышают 150 кДж/моль, достигая, например, для молекул азота или оксида углерода величин 900 кДж/моль и более. Тем не менее, за последние полвека появилось четкое понимание исключительной роли слабых взаимодействий, прежде всего роли водородных связей в стабилизации конденсированных состояний многих простых молекулярных систем, например воды, и, что самое существенное, в стабилизации биополимеров (нуклеиновых кислот, белков). Водородные связи позволяют полимерным цепям соединяться в специфические трехмерные структуры, приобретающие при этом функциональную биологическую активность, структуры, с одной стороны достаточно прочные (за счет образования большого числа водородных связей), а с другой – достаточно чутко реагирующие на изменение внешних условий (например, приближение той или иной молекулы) именно из-за того, что эти взаимодействия являются слабыми. Разрыв таких связей лишает белки или нуклеиновые кислоты их биологических...

<br><br>1. Водородная связь / Ред. Н.Д. Соколов. М.: Наука, 1989.
<br>2. Зацепина Г.Н., Физические свойства и структура воды, МГУ, Москва 1998.
<br>3. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И., Строение вещества, "Высшая школа", М., 1978.
<br>4. Краснов К.С., Молекулы и химическая связь, "Высшая школа", М., 1984.
<br>5. Немухин А.В. Димер фторида водорода: Строение простейшего комплекса с водородной связью // Соросовский образовательный журнал, 1998, №7, с. 65-69.
<br>6. Пиментел Дж., О. Мак-Клеллан. Водородная связь, пер. с англ., М., 1964.
<br>7. Степанов Н.Ф. Водородная связь: как ее понимать // Соросовский образовательный журнал, 2001, №2, с. 28-34.
<br>8. Эпштейн Л.М, Шубина Е.С. Многоликая водородная связь. "Природа", 2003, № 1.