Patrové interakce

Patrové interakce (také π–π interakce nebo π–π stacking) jsou v chemii typem nekovalentní mezimolekulové interakce mezi aromatickými molekulami. Tento typ interakce je významný pro stabilizaci struktury DNA a RNA, skládání proteinů a v dalších biologických pochodech.

Tři možné typy patrových interakcí mezi dvěma molekulami benzenu
Eukaryotický iniciační faktor 4E rozeznává 5' čepičku chránící eukaryotní mRNA pomocí patrových interakcí (prostor zabíraný molekulami zobrazen jako průsvitná oblast), kterými dvě molekuly tryptofanu (TRP) mezi sebou sevřou 5' čepičku (magenta). Rozpoznání dále napomáhají vodíkové můstky (čárkovaně) a molekuly vody (nezobrazeno).

Vznik patrových interakcí v DNA a RNA umožňuje skutečnost, že báze jsou ve šroubovici umístěny "nad sebou", v patrech – odtud název. Tento typ interakce je pro stabilitu nukleových kyselin velmi významný, ale až pečlivé výpočty prokázaly, že v DNA a RNA je za větší stabilitu oblastí bohatých na GC páry oproti AT bohatým oblastem zodpovědná větší síla patrových interakcí mezi guaninem a cytosinem, a ne to, že guanin a cytosin dokáží mezi sebou tvořit tři vodíkové můstky a adenin a thymin pouze dva, což je široce rozšířené vysvětlení tohoto jevu.[1]

Patrové interakce jsou významné i v případě struktury proteinů, u nichž mohou patrové interakce vytvářet aromatické aminokyseliny, a to buď mezi sebou, nebo spolu s různými kofaktory. Patrové interakce využívá například eukaryotický iniciační faktor 4E, který rozpoznává 5' konec mRNA, což je nezbytný krok iniciace translace většiny mRNA.

Příklad "molekulární pinzety", která pomocí patrových interakcí zachycuje molekulu fulerenu[2]

V technice se využívají "molekulární pinzety" schopné pomocí patrových interakcí zachytit aromatické molekuly, jako je například fuleren.

Reference
  1. HOBZA, Pavel; HAVLAS, Zdeněk. Netušená síla slabých vazeb. Vesmír. Roč. 89, čís. 10. Dostupné online [cit. 2014-05-01]. ISSN 0042-4544.
  2. SYGULA, A.; FRONCZEK, FR.; SYGULA, R., et al. A double concave hydrocarbon buckycatcher.. J Am Chem Soc. Apr 2007, roč. 129, čís. 13, s. 3842–3. DOI 10.1021/ja070616p. PMID 17348661.

Pozn. Ref. 1 se ve skutečnosti π–π interakcemi nezabývá. Viz např. http://www.chem.ucla.edu/~harding/IGOC/A/aromatic_aromatic_interaction.html

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.