হাইড্রোফোবিক ইন্টারঅ্যাকশন: এটি কী, গুরুত্ব এবং উদাহরণ - জীববিদ্যা - 2025

হাইড্রোফোবিক পারস্পরিক ক্রিয়ার (হাই) বাহিনী যে একটি সমাধান বা মেরু দ্রাবক নিমজ্জিত apolar যৌগের মধ্যে সংযোগ বজায় রাখা হয়। হাইড্রোজেন বন্ডস, আয়নিক মিথস্ক্রিয়া বা ভ্যান ডের ওয়েলস বাহিনীর মতো অন্যান্য অ-কোভ্যালেন্ট ইন্টারঅ্যাকশনগুলির বিপরীতে হাইড্রোফোবিক ইন্টারঅ্যাকশনগুলি দ্রবণের অভ্যন্তরীণ বৈশিষ্ট্যের উপর নির্ভর করে না বরং দ্রাবকগুলির উপর নির্ভর করে।

এই মিথস্ক্রিয়াগুলির একটি খুব উদাহরণস্বরূপ উদাহরণ হতে পারে যখন তেলের সাথে জল মিশ্রণের বিষয়টি আসে তখন পর্যায় বিচ্ছেদ ঘটে। এই ক্ষেত্রে, তেল অণুগুলি তাদের চারপাশের জলের অণুগুলির ব্যবস্থাপনার ফলে একে অপরের সাথে "আলাপচারিতা" করে।

জলের ইমলসনে ফ্যাট (ক্যাটরিন সোহরাবি, উইকিমিডিয়া কমন্স থেকে)

এই ইন্টারঅ্যাকশনগুলির ধারণা 1940 এর দশকের আগে থেকেই বিদ্যমান। যাইহোক, "হাইড্রোফোবিক বন্ড" শব্দটি 1959 সালে কাউজমান দ্বারা তৈরি করা হয়েছিল, যখন নির্দিষ্ট কিছু প্রোটিনের ত্রিমাত্রিক কাঠামো স্থিতিশীল করার জন্য সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ কারণগুলি অধ্যয়ন করে।

জৈবিক সিস্টেমে সংঘটিত হ'ল এইচআই (HI) হ'ল অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ অনবদ্য মিথস্ক্রিয়া। তারা আজ বিভিন্ন প্রযুক্তিগত ইঞ্জিনিয়ারিং অ্যাপ্লিকেশন এবং রাসায়নিক এবং ফার্মাসিউটিক্যাল শিল্পেও আমাদের গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।

হাইড্রোফোবিক মিথস্ক্রিয়া কি?

আইএইচ এর শারীরিক কারণ অ দ্রবণে জলের অণুগুলির সাথে হাইড্রোজেন বন্ধন তৈরি করতে অ-পোলার পদার্থের অক্ষমতা নির্ভর করে।

তারা দ্রবীভূত অণুগুলির মধ্যে সখ্যতার সাথে সম্পর্কিত নয়, হাইড্রোজেন বন্ধনের মাধ্যমে তাদের নিজস্ব মিথস্ক্রিয়া বজায় রাখার জন্য পানির অণুগুলির প্রবণতার সাথে সম্পর্কিত না হওয়ায় এগুলি "অনর্থক মিথস্ক্রিয়া" হিসাবে পরিচিত।

জলের সংস্পর্শে গেলে, জলের সাথে যোগাযোগের ক্ষেত্রফলকে হ্রাস করে সর্বাধিক স্থিতিশীলতা অর্জনের জন্য জল, অ্যাপোলার বা হাইড্রোফোবিক অণুগুলি স্বতঃস্ফূর্তভাবে একত্রিত হয়।

এই প্রভাবটি একটি শক্ত আকর্ষণ দ্বারা বিভ্রান্ত হতে পারে, তবে দ্রাবকের সাথে সম্পর্কিত পদার্থগুলির অ-পোলার চরিত্রের এটি কেবল একটি পরিণতি।

থার্মোডিনামিক দৃষ্টিকোণ থেকে ব্যাখ্যা করা, এই স্বতঃস্ফূর্ত সংস্থাগুলি একটি শক্তিশালী অনুকূল রাষ্ট্রের সন্ধানে ঘটে, যেখানে নিখরচায় শক্তি (∆ জি) এর সর্বনিম্ন প্রকরণ রয়েছে।

∆ G = ∆ H - T∆ S- কে বিবেচনায় নিয়েই, সবচেয়ে শক্তিশালীভাবে অনুকূল রাষ্ট্রটি এমন হবে যেখানে এনট্রপি (∆ এস) বেশি, অর্থাৎ, যেখানে পানির অণু কম রয়েছে যাদের যোগাযোগের মাধ্যমে ঘূর্ণন এবং অনুবাদমূলক স্বাধীনতা হ্রাস পেয়েছে একটি apolar দ্রবীভূত সঙ্গে।

যখন জলজ অণুগুলি একে অপরের সাথে জড়িত থাকে, জলের অণু দ্বারা আবদ্ধ থাকে, তখন এই অণুগুলি পৃথক থেকে থাকে, তার চেয়ে প্রতিটি আরও জলীয় অণুর পৃথক "খাঁচা" দ্বারা বেষ্টিত হয়ে গেলে আরও অনুকূল রাষ্ট্র প্রাপ্ত হয়।

জৈবিক গুরুত্ব

এইচআইগুলি অত্যন্ত প্রাসঙ্গিক যেহেতু তারা বিভিন্ন জৈব রাসায়নিক প্রক্রিয়াতে ঘটে।

এই প্রক্রিয়াগুলির মধ্যে রয়েছে প্রোটিনের ধারণামূলক পরিবর্তন, এনজাইমগুলিতে সাবস্ট্রেটের বাঁধাই, এনজাইম কমপ্লেক্সগুলির সাবুনিটের সংযোগ, জৈবিক ঝিল্লির সংহতকরণ এবং গঠন, জলীয় দ্রবণগুলিতে প্রোটিনের স্থিতিশীলতা এবং অন্যান্য include

পরিমাণগত দিক থেকে, বিভিন্ন লেখক বিপুল সংখ্যক প্রোটিনের কাঠামোর স্থায়িত্বে এইচআইয়ের গুরুত্ব নির্ধারণের কাজটি গ্রহণ করেছেন, এই সিদ্ধান্তে যে এই মিথস্ক্রিয়াগুলি 50% এরও বেশি অবদান রাখে।

অনেকগুলি ঝিল্লি প্রোটিন (অবিচ্ছেদ্য এবং পেরিফেরাল) এইচআইয়ের জন্য লিপিড বিলেয়ার্সের সাথে যুক্ত থাকে যখন তাদের কাঠামোর মধ্যে এই প্রোটিনগুলিতে হাইড্রোফোবিক ডোমেন থাকে। তদ্ব্যতীত, বহু দ্রবণীয় প্রোটিনের তৃতীয় স্তরটির স্থায়িত্ব এইচআইয়ের উপর নির্ভরশীল।

সেল জীববিজ্ঞানের অধ্যয়নের কিছু কৌশল সেই সম্পত্তিটি ব্যবহার করে যা কিছু আয়নিক ডিটারজেন্ট মাইকেলেস গঠনের অধিকারী, যা এম্পিফিলিক যৌগগুলির "গোলার্ধ" কাঠামো, যার অপারেশন অঞ্চলগুলি এইচআইকে ধন্যবাদ জানায়।

মিশেলগুলি ফার্মাসিউটিক্যাল স্টাডিতেও ব্যবহার করা হয় যা ফ্যাট-দ্রবণীয় ওষুধ সরবরাহ করতে জড়িত এবং মানবদেহে জটিল ভিটামিন এবং লিপিডগুলি শোষণের জন্য তাদের গঠনও প্রয়োজনীয়।

হাইড্রোফোবিক ইন্টারঅ্যাকশনগুলির উদাহরণ

ঝিল্লি

এইচআইয়ের একটি দুর্দান্ত উদাহরণ হ'ল কোষের ঝিল্লি গঠন। এই জাতীয় কাঠামো একটি ফসফোলিপিড বিলেয়ার সমন্বয়ে গঠিত। এর সংগঠনটি এইচআই এর কারণে ঘটে যা আশেপাশের জলজ মাধ্যমের "বিপর্যয়" এ পোকার লেজের মধ্যে ঘটে।

প্রোটিন

এইচআইগুলির গ্লোবুলার প্রোটিনগুলির ভাঁজগুলিতে দুর্দান্ত প্রভাব রয়েছে, যার জৈবিকভাবে সক্রিয় ফর্ম একটি নির্দিষ্ট স্থানিক কনফিগারেশন প্রতিষ্ঠার পরে প্রাপ্ত হয়, যা কাঠামোর মধ্যে কিছু অ্যামিনো অ্যাসিডের অবশিষ্টাংশের উপস্থিতি দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়।

• অ্যাপোমায়োগ্লোবিনের ক্ষেত্রে

অ্যাপোমায়োগ্লোবিন (মায়োগ্লোবিন হেম গ্রুপের অভাব) হ'ল একটি ছোট আলফা-হেলিকাল প্রোটিন যা ভাঁজ প্রক্রিয়াটি এবং তার পলিপেপটিড চেইনে অ্যাপোলারর অবশিষ্টাংশগুলির মধ্যে আইএইচের গুরুত্ব অধ্যয়নের জন্য একটি মডেল হিসাবে কাজ করেছে।

2006 সালে ডাইসন এট আল দ্বারা পরিচালিত একটি গবেষণায় যেখানে অ্যাপোমায়োগ্লোবিনের রূপান্তরিত ক্রমগুলি ব্যবহার করা হয়েছিল, সেখানে দেখা গেছে যে অ্যাপোমায়োগ্লোবিন ভাঁজ অনুষ্ঠানের সূচনা মূলত আলফা-হেলিক্সের অ্যাপোলার গ্রুপগুলির সাথে অ্যামাইনো অ্যাসিডের মধ্যে এইচআইয়ের উপর নির্ভর করে।

সুতরাং, অ্যামিনো অ্যাসিডের ক্রমে প্রবর্তিত ছোট ছোট পরিবর্তনগুলি বোঝায় তৃতীয় স্তরটির গুরুত্বপূর্ণ পরিবর্তন, যা দুর্বলভাবে গঠিত এবং নিষ্ক্রিয় প্রোটিনকে জন্ম দেয়।

ডিটারজেন্ট

এইচআইয়ের আরেকটি সুস্পষ্ট উদাহরণ হ'ল আমরা বাণিজ্যিকভাবে ডিটারজেন্টগুলির ক্রিয়া করার পদ্ধতি যা আমরা প্রতিদিন গৃহস্থালীর জন্য ব্যবহার করি।

ডিটারজেন্টস হ'ল অ্যামিপ্যাথিক অণু (একটি মেরু অঞ্চল এবং একটি অপোলার অঞ্চল সহ)। তারা চর্বিগুলিকে "এমলসাইফাই" করতে পারে কারণ তারা পানির অণুগুলির সাথে হাইড্রোজেন বন্ধন গঠনের ক্ষমতা রাখে এবং চর্বিতে লিপিডগুলির সাথে হাইড্রোফোবিক মিথস্ক্রিয়া করে।

জলীয় দ্রবণে চর্বিগুলির সংস্পর্শে এলে ডিটারজেন্ট অণুগুলি একে অপরের সাথে এমনভাবে সংযুক্ত থাকে যে লিপিড অণুগুলি ঘেউ ঘেউ ঘেউ ঘেউ ঘেউ করে মেরু অঞ্চলে প্রবেশ করে, যা মেরু অঞ্চলে প্রবেশ করে জলের সাথে যোগাযোগ

তথ্যসূত্র

1. চ্যান্ডলার, ডি (2005)। ইন্টারফেস এবং হাইড্রোফোবিক সমাবেশের চালিকা শক্তি। প্রকৃতি, 437 (7059), 640-647।
2. কুই, এক্স।, লিউ, জে।, জি, এল।, হুয়াং, জে।, লিউ, কিউ, ইস্রায়েলাচভিলি, জেএন, এবং জেং, এইচ। (2018)। হাইড্রোফোবিকটি দ্বারা একঘেয়েভাবে নয়, সারফেস ন্যানোস্কেল স্ট্রাকচার এবং কেমিস্ট্রি মধ্যস্থতার দ্বারা হাইড্রোফোবিক ইন্টারঅ্যাকশন সংশোধন। অ্যাঞ্জওয়ান্ডে চেমি - আন্তর্জাতিক সংস্করণ, 57 (37), 11903–11908।
3. ডাইসন, জেএইচ, রাইট, পিই, এবং শেরাগা, এইচএ (2006)। প্রোটিন ভাঁজ শুরু এবং প্রচারে হাইড্রোফোবিক মিথস্ক্রিয়া ভূমিকা। পিএনএএস, 103 (35), 13057-13061।
4. লডিশ, এইচ।, বার্ক, এ। কায়সার, সিএ, ক্রেইগার, এম।, ব্রেস্টচার, এ।, প্লয়েগ, এইচ।, আমোন, এ, স্কট, এম এবং মার্টিন, কে। (2003)। আণবিক কোষ জীববিজ্ঞান (5 তম সংস্করণ)। ফ্রিম্যান, ডাব্লুএইচ ও সংস্থা
5. লুস্কি, এম। (২০০৮) ঝিল্লি স্ট্রাকচারাল জীববিজ্ঞান: বায়োকেমিক্যাল এবং বায়োফিজিকাল ভিত্তি সহ। ক্যামব্রিজ ইউনিভার্সিটি প্রেস. Www.cambrudge.org/9780521856553 থেকে প্রাপ্ত
6. মায়ার, ইই, রোজেনবার্গ, কেজে, এবং ইস্রােলাচভিলি, জে। (2006)। হাইড্রোফোবিক মিথস্ক্রিয়া বুঝতে সাম্প্রতিক অগ্রগতি। জাতীয় বিজ্ঞান একাডেমির কার্যক্রম, 103 (43), 15739–15746।
7. নেলসন, ডিএল, এবং কক্স, এমএম (২০০৯)। বায়োকেমিস্ট্রি লেহনিঞ্জার প্রিন্সিপাল। ওমেগা সংস্করণ (৫ ম সংস্করণ)।
8. নেমেথি, জি। (1967)। অ্যাঞ্জওয়ান্ডে চেমি। কেম। ইন্টি।, 6 (3), 195-280।
9. অটো, এস।, এবং এমবার্টস, জেবিএফএন (2003)। হাইড্রোফোবিক মিথস্ক্রিয়া এবং রাসায়নিক বিক্রিয়া। জৈব এবং বায়োমোলিকুলার রসায়ন, 1 (16), 2809-2820।
10. পেস, সিএন, ফু, এইচ।, ফ্রায়ার, কেএল, ল্যান্ডুয়া, জে।, ট্রভিনো, এসআর, শিরলি, বিএ, হ্যান্ড্রিক্স, এম, আইমুরা, এস।, গাজিওয়ালা, কে।, শোল্টজ, জে ও গ্রিমলে, জিআর (2011)। প্রোটিনের স্থিতিশীলতায় হাইড্রোফোবিক ইন্টারঅ্যাকশন অবদান। আণবিক জীববিজ্ঞান জার্নাল, 408 (3), 514-55।
11. সিলভারস্টাইন, টিপি (1998)। তেল এবং জল মিশ্রিত না হওয়ার আসল কারণ। রাসায়নিক শিক্ষার জার্নাল, 75 (1), 116–118।