단백질 3차구조를 이루는 힘에 대한 질문
소수성 상호작용과 반데르발스 힘의 차이를 잘 모르겠어요 간단하게 설명하주시면 감사 할 거 같어요!!!!!!!!!!!!!!
안녕하세요.
단백질은 1차, 2차, 3차, 4차구조를 이룰 수 있는 고분자 화합물인데요, 단백질의 '3차구조'는 단백질을 구성하는 1개의 폴리펩티드사슬이 공간적으로 취하는 입체구조로서 α나선구조나 β병풍구조라는 2차구조가 불규칙 구조부분을 매개로 하여 더 접힌 구조를 말합니다. 이와 같은 단백질의 3차구조의 안정화 요인은 곁사슬간 또는 주사슬과 곁사슬 간의 상호작용으로 특수한 잔기 사이의 수소결합, 반데르발스힘, 소수성 상호작용, 이온결합, 시스테인잔기 간의 S-S결합과 같은 공유결합 등이 있습니다. 이때 반데르발스힘이란 전기적으로 중성인 분자 사이에서 극히 근거리에서만 작용하는 약한 인력을 말하는 것인데요, 이는 분자 사이의 순간적인 쌍극자(dipole)에 의해 발생하는 힘입니다. 반면에 소수성 상호작용이란 물과 친하지 않은 소수성 분자들이 물 속에서 서로 모이는 경향을 말하는 것인데요, 단백질 내부의 소수성 아미노산 잔기들은 물과의 접촉을 피하려고 합니다. 따라서 단백질이 수용액에서 접히면서 소수성 잔기들이 내부로 모여들고, 물과 친한 친수성 잔기들은 외부로 향하게 됩니다. 알라닌, 발린, 류신, 아이소류신 같은 소수성 아미노산들이 단백질의 내부로 모여들어 소수성 핵을 형성합니다.
소수성 상호작용은 간단히 말해 물과 섞이지 않으려는 성질을 말합니다. 다시 말해 물과 같은 극성 용매를 싫어하고, 기름과 같은 비극성 용매와 잘 섞이는 성질을 말하죠.
하지만 이는 직접적인 인력은 아닙니다. 소수성 분자들이 서로 끌어당기는 힘이라기보다는, 물 분자들이 서로 강하게 뭉쳐 있으려는 성질 때문에 소수성 분자들이 밀려나면서 자연스럽게 모이는 현상입니다.
대표적으로 물 위에 떨어진 기름 방울이 둥글게 뭉치는 현상이나 세포막에서 소수성 아미노산들이 안쪽으로 모이는 현상 등이 있습니다.
반데르발스 힘은 모든 분자 사이에 작용하는 약한 인력입니다. 다시 말해 극성 분자든 비극성 분자든 모든 분자 사이에 작용하는 매우 약한 인력입니다.
그리고 전자의 운동으로 인해 순간적으로 분자 내에 극성이 생기고, 이것이 인접한 분자에도 영향을 미쳐 쌍극자가 유도되면서 서로 끌어당기는 힘이 발생하는 것이죠.
대표적으로 액체 상태의 물질이 고체 상태로 변하는 현상이나 도마뱀과 같은 동물이 벽에 달라붙는 현상 등도 이에 해당합니다.
소수성 상호작용은 물을 싫어하는 분자들이 물을 피하려고 모이는 힘입니다. 반면에 반데르발스 힘은 분자 간의 일시적인 전하 분포로 인한 약한 인력입니다. 소수성 상호작용은 주로 단백질 내부에서 소수성 아미노산들이 모일 때 발생하고, 반데르발스 힘은 모든 분자 사이에서 작용할 수 있습니다.
안녕하세요. 황정웅 전문가입니다.
소수성 상호작용은 소수성을 띠는 분자부분(비극성부분)이 물에 녹아있을 때 물(극성분자)이 이들을 밀어내면서 붙게 하는 힘입니다.
그래서 이 힘은 수용액 속에 녹아있을 때 나타납니다.
반데르발스 힘은 분자내에서 전자가 랜덤하게 이동하다가 한쪽 방향에 쏠리면서
원래 극성이 없던 분자가 일시적으로 극성을 띠게 되는 경우에 생기는 힘입니다.
이 경우 순간적으로 극성을 띤 분자가 근처의 다른 분자에 들어있는 전자를 밀어내면서 다른 분자들도 극성을 띠게 합니다. 그래서 분자들간에 인력이 발생하게 됩니다.
이는 극성분자 비극성분자 상관없이 모든 분자에서 나타날 수 있는 힘입니다.