interacções em moléculas biológicas -...
TRANSCRIPT
Inte
racç
ões
em m
oléc
ulas
bio
lógi
cas
•In
tera
cçõe
sin
tram
olec
ular
es
•Li
gaçõ
esco
vale
ntes
(man
uten
ção
daes
trut
ura
cova
lent
eda
s m
oléc
ulas
•In
tera
cçõe
snã
o-co
vale
ntes
(con
form
ções
, fol
ding
, est
rutu
rase
cund
ária
)
•Int
erac
ções
inte
rmol
ecul
ares
•In
tera
cçõe
snã
o-co
vale
ntes
(sol
uto-
solv
ente
, ass
ocia
ção
de
subu
nida
des,
inte
racç
ões
ligan
do-r
ecep
tor,
in
tera
cçõe
sD
NA
-Pro
teín
a, a
ssoc
iaçã
ode
líp
idos
emm
embr
anas
, cat
ális
een
zim
átic
a,
etc…
)
Cara
cter
ísti
cas
das
inte
racç
ões
•Li
gaçõ
esco
vale
ntes
•Fortes
(~10
0-40
0 kJ
/mol
)
•Pouconumerosas:
orde
mde
gr
ande
zado
núm
ero
de
átom
os
•Li
gaçõ
esnã
o-co
vale
ntes
:
•Fr
acas
(~0
-40
kJ/m
ol)
•N
umer
osas
: ord
emde
gra
ndez
ado
qua
drad
odo
núm
ero
de á
tom
os
Inte
racç
ões
mol
ecul
ares
Elem
ento
sco
nstu
inte
sdo
s se
res
vivo
s
(~98 %
)
(~2 %
)
Liga
ção
cova
lent
e
As
ligaç
ões
cova
lent
es m
ais
com
uns
nos
sere
s vi
vos
enco
ntra
m-s
e nu
ma
gam
a in
term
édia
de
ener
gia,
nem
de
mas
iado
frá
geis
par
a im
pedi
rem
a
form
ação
de
um e
sque
leto
est
ável
, ne
m d
emas
iado
for
tes
para
impe
dir
a re
acti
vida
dene
cess
ária
àm
anut
ençã
o do
s pr
oces
sos
vivo
s.
O á
tom
osde
car
bono
, azo
to, o
xigé
nio
e hi
drog
énio
poss
uem
a ca
paci
dade
de
form
arlig
açõe
sco
vale
ntes
mui
tos
está
veis
, dev
ido
àssu
aspe
quen
asdi
men
sões
. São
dos
pou
coel
emen
tos
data
bela
peri
ódic
aqu
epo
dem
form
arlig
açõe
sdu
plas
e tr
ipla
s.O
liga
ção
C-C
ées
peci
alm
ente
está
vel,
o qu
epe
rmit
ea
form
ação
de lo
ngas
cade
ias
de á
tom
osde
car
bono
.
Elem
ento
sco
nstu
inte
sdo
s se
res
vivo
s
Geo
met
ria
mol
ecul
ar d
o ca
rbon
o
Ver
sati
lidad
e es
trut
ural
do
carb
ono
Raio
de v
.d.
Waa
lsRa
ioco
vale
nte
C O N H S Fe Zn
Mg
Elem
ento
sbi
ológ
icos
(rai
osat
ómic
os)
Fórm
ula
de e
stru
tura
Mod
elo
“bal
l-an
d-st
ick”
Mod
elo
de v
an d
erW
aals
(“
spac
e fi
lling
”)
Dif
eren
tes
form
asde
rep
rese
ntaç
ãodo
am
inoá
cido
alan
ina
Conf
igur
ação
O t
erm
o configuração
desc
reve
o a
rran
jo
espa
cial
fix
o do
s át
omos
que
não
pod
e se
r al
tera
do s
em r
ecur
so a
rot
ação
em
tor
no d
e lig
açõe
s du
plas
ou
inve
rsão
de
cent
ros
quir
ais.
A
plic
a-se
nos
seg
uint
es c
asos
:
–Is
omer
ism
o ci
s-tr
ans
–En
anti
omer
ism
o–
Dia
ster
eom
eris
mo
Isom
eris
mo
cis-
tran
s
Enan
tiom
eris
mo
vers
usdi
aste
reom
eris
mo
Conf
orm
ação
O t
erm
oconformação
deno
taum
arr
anjo
espa
cial
que
resu
ltan
teda
livre
rota
ção
de g
rupo
sem
torn
ode
liga
ções
que
o pe
rmit
am.P
ara
a va
ried
ade
de c
onfo
rmaç
ões
cont
ribu
emta
mbé
mou
tros
term
osde
def
orm
ação
mol
ecul
ar, c
omo
seja
ma
exte
nsão
de li
gaçõ
ese
a fl
exão
de â
ngul
osde
lig
ação
.
Dif
eren
tes
conf
orm
açõe
sdo
eta
no
Conf
orm
ação
idea
l de
um
subs
trat
opa
ralig
ação
de u
m
subs
trat
oao
cent
roac
tivo
de u
m e
nzim
a
Múl
tipl
asco
nfor
maç
ões
adop
tada
spo
rum
apr
oteí
naem
solu
ção
Conf
orm
ação
Forç
as d
e va
nde
r W
aals
O t
erm
ointeracção
de van der
Waals
refe
re-s
e, g
eral
men
te, a
um
aco
mbi
naçã
oda
s fo
rças
atra
ctiv
asen
tre
mul
tipo
los
indu
zido
se
as f
orça
sre
puls
ivas
, já
desc
rita
s, r
esul
tant
esda
sobr
epos
ição
desf
avor
ável
das
orbi
tais
atóm
icas
. As
forç
asat
ract
ivas
, tam
bem
conh
ecid
asfo
rças
disp
ersi
vas
ouin
tera
cçõe
sde
Lon
don,
est
aopr
esen
tes
mes
mo
para
átom
osnã
opo
lare
s, j
áqu
eos
dipo
los
se f
orm
amde
vido
sa
flut
uaçõ
esin
stan
tâne
asda
dens
idad
eel
ectr
ónic
ado
s át
omos
envo
lvid
os. A
s fo
rças
disp
ersi
vas
tem
um
ade
pend
ênci
ada
dist
ânci
ado
tip
oV∝
1/r6
que,
qua
ndo
com
bina
daco
m a
s fo
rças
repu
lsiv
as, é
freq
uent
emen
tere
pres
enta
dana
segu
inte
form
a:
612rB
rAV(r)
−=
Forç
as d
e va
nde
r W
aals
Os
parâ
met
rosA e
Bes
tão
rela
cion
ados
com
dis
tânc
iaóp
tim
aR m
e co
m a
ene
rgia
mín
ima
E mda
segu
inte
form
a:
2
6
4 2
m m
B
AE R
A B
=−
=
Em
Rm
V∝ ∝∝∝1/r12
V∝ ∝∝∝1/r6
612rB
rAV(r)
−=
•Em
bora
bast
ante
frac
as e
de
curt
oal
canc
e, r
epre
sent
amum
fr
acçã
oco
nsid
eráv
elda
ener
gia
de in
tera
cçõe
sen
tre
átom
osnã
olig
ados
devi
doao
dens
oem
paco
tam
ento
das
mac
rom
oléc
ulas
•O s
oma
de m
uita
sin
tera
cçõe
sfr
acas
aca
bapo
rre
pres
enta
rum
aen
ergi
asi
gnfi
cati
va
•São
a o
rige
mda
forç
aat
ract
iva
entr
e át
omos
não
pola
res.
•Dão
um c
ontr
ibut
osi
gnif
icat
ivo
para
a es
tabi
lizaç
ãoda
estr
utur
ana
tiva
das
prot
eína
s, u
ma
vez
que
o em
paco
tam
ento
no in
teri
or d
apr
oteí
naé
mai
sef
icaz
do q
uena
inte
rfac
e pr
oteí
na-á
gua
Forç
as d
e va
nde
r W
aals
Forç
as d
e va
nde
r W
aals
•O
s pa
râm
etro
sde
van
der
Waa
ls p
odem
ser
esti
mad
osa
part
irde
an
ális
ees
trut
ural
por
difr
acçã
ode
rai
osX
em
mol
écul
aspe
quen
as,
calo
res
de s
ublim
ação
e ou
tros
mét
odos
físi
cos.
•Os
valo
res
abai
xosã
oes
tim
ativ
aspa
raos
átom
osde
mai
oroc
orrê
ncia
empr
oteí
nas.
Not
e-se
que
ospa
râm
etro
sva
riam
para
cada
par
de
átom
osco
nsid
erad
o.
Em (kcal/m
ol)
Rm (Å)
H alifático <> H alifático
-0,04
2,92
C alifático <> C alifático
-0,04
4,12
O carbonilo <> O carbonilo
-0,20
3,12
N amida <> N amida
-0,11
3,51
2
6
4 2
m m
B
AE R
A B
=−
=
612rB
rAV(r)
−=
Forç
as e
lect
rost
átic
as
•Tod
asas
inte
racç
ões
entr
e át
omos
são,
em
últi
ma
anál
ise,
el
ectr
oest
átic
as. P
ondo
de la
doas
inte
racç
ões
cova
lent
ese
as f
orça
sdi
sper
siva
s, f
icam
toda
sas
inte
racç
ões
entr
e át
oms
ougr
upos
tota
l ou
parc
ialm
ente
carr
egad
os.
•A e
nerg
iapo
tenc
ialE
pde
um
sis
tem
ade
car
gasq 1
, q2
éda
da p
or:
12
P
012
11
4
ED
dπε
=
q1
q2
d12
D-perm
eabilidade
relativado meio.
Água: D~80
Vácuo: D=1
•A
s m
acro
mol
écul
as b
ioló
gica
s po
ssue
m g
rupo
s qu
e ap
rese
ntam
car
ga
form
al n
ão-n
ula
a pH
fis
ioló
gico
-a
inte
racç
ão e
lect
rost
átic
a en
tre
esse
s gr
upos
e/o
u iõ
es d
o m
eio
circ
unda
nte
tem
gra
nde
impa
cto
naes
trut
ura,
pro
prie
dade
s e
func
iona
lidad
e
Am
inoá
cido
s ca
rreg
ados
Carg
a ne
gati
va n
os á
cido
s nu
clei
cos
Carg
as p
arci
ais
num
a pr
oteí
na
nega
tivo
posi
tivo
Pote
ncia
l ele
ctro
está
tico
da a
ceti
lcol
ina
este
rase
1d
21d
31d
41d
61d
Dec
aim
ento
das
inte
racç
ões
elec
tros
táti
cas
com
a
dist
ânci
a
•A
s fo
rças
elec
troe
stát
icas
entr
e ca
rgas
pont
uais
têm
, co
mpa
rati
vam
ente
, um
alc
ançe
mui
tom
aior
que
as d
emai
sfo
rças
inte
rató
mic
asre
leva
ntes
para
o es
tudo
das
prot
eína
s. E
ste
alca
nçe
resu
lta
dade
pend
ênci
aem
1/r
do c
ampo
ele
ctro
está
tico
com
a
dist
ânci
a
•Par
a in
tera
cçõe
sca
rga-
dipo
loou
dipo
lo-d
ipol
oa
depe
ndên
cia
dadi
stân
cia
jáé
empo
tênc
ias
inve
rsas
de r
de
orde
msu
peri
or, p
elo
que
o se
uef
eito
se f
azse
ntir
a um
adi
stân
cia
mui
tom
enor
.
Tipo de Interacção
Carga-Carga
Carga-DipoloDipolo-DipoloCarga-Dipolo Induzido
Dependência em r
1/r
1/r2
1/r3
1/r4
•A
s pr
oteí
nas
poss
uem
grup
osqu
eap
rese
ntam
carg
afo
rmal
não
-nul
aa
pH f
isio
lógi
co; a
inte
racç
ãoel
ectr
ostá
tica
entr
e es
ses
grup
ose/
ouiõ
esdo
mei
oci
rcun
dant
ete
m g
rand
eim
pact
ona
estr
utur
a,
prop
ried
ades
e fu
ncio
nalid
ade
•A
exi
stên
cia
de d
ipol
ospe
rman
ente
se
indu
zido
sve
mau
men
tar
a co
mpl
exid
ade
dos
efei
tos
elec
tros
táti
cos
nas
mac
rom
oléc
ulas
biol
ógic
as. O
s di
polo
spe
rman
ente
sre
sult
amda
dife
renç
ade
el
ectr
oneg
ativ
idad
een
tre
átom
osco
vale
ntem
ente
ligad
os, e
nqua
nto
osdi
polo
sin
duzi
dos
resu
ltam
do e
feit
odo
cam
po e
lect
roes
táti
coso
bre
as
nuve
nsel
ectr
ónic
asde
cad
aát
omo.
A m
agni
tude
do
dipo
loin
duzi
dode
pend
eda
pola
riza
bilid
ade
do á
tom
oem
ques
tão
5.45
3.29
2.16
0.22
2.48
2.99
0.17
1.03
0.57
1.51
Pola
riza
bilid
ade(
Å3 )
IBr
ClF
PS
HN
OC
Elem
ento
Polarizabilidadesmédiasdos elementos
Bosque R, Sales J (2002) J.Chem.Inf.Comput.Sci., 42(5):1154-1163
Inte
racç
ões
entr
e di
polo
s
•A c
onst
ante
diel
étri
cael
evad
ada
água
redu
za
mag
nitu
de d
as
inte
racç
ões
elec
troe
stát
icas
emca
rgas
nela
imer
sas
devi
doà
capa
cida
dede
reo
rien
taçã
odo
dip
olo
dam
oléc
ula
de á
gua
(res
post
adi
eléc
tric
a)
•O
efe
ito
conj
unto
dos
dipo
los
perm
anen
tes
e in
duzi
dos
no in
teri
or d
as
mac
rom
oléc
ulas
conf
ere-
lhe
prop
ried
ades
diel
étri
cas
bem
dist
inta
sda
s da
água
, cor
resp
onde
nte
a um
mei
oho
mog
eneo
de c
onst
ante
diél
ectr
ica
mui
tom
enor
que
a da
água
.
•A
mag
nitu
de d
as in
tera
cçõe
sen
tre
carg
asdi
min
uige
ralm
ente
com
for
çaió
nica
do m
eio,
já
que
osiõ
esem
solu
ção
cont
ribu
empa
rao
efei
tode
bl
inda
gem
do s
olve
nte.
As
mac
rom
oléc
ulas
no
mei
o aq
uoso
Blin
dage
m d
as in
tera
cçõe
s el
ectr
oest
átic
as
A f
orça
de a
trac
ção
efec
tiva
entr
e 2
iões
naág
uaé
dada
por
:
F= q
1q2
/4πε
0D r
2
emqu
er
éa
dist
ânci
aen
tre
osiõ
es, q
1 e q 2
as
sua
sca
rgas
e D
a co
nsta
tedi
eléc
tric
are
lati
vado
mei
o, q
uepa
raa
água
é78
.5.
•A
pesa
rda
ener
gia
de in
tera
cção
elec
troe
stát
ica
entr
e pa
rtíc
ulas
carr
egad
asse
r m
uito
alta
(por
exem
plo
a en
ergi
ade
inte
racç
ãoen
tre
um
ião
Na+
e um
ião
Cl-é
de 1
20 k
cal à
dist
ânci
ade
con
tact
o, c
ompa
ráve
làen
ergi
ade
liga
ção
cova
lent
e), n
o m
eio
aquo
soel
aé
com
pens
ada
por
ener
gias
igua
lmen
teal
tas
de in
tera
cção
de c
ada
part
ícul
aco
m a
s m
oléc
ulas
do s
olve
nte
(ene
rgia
de s
olva
taçã
o)
•O e
feit
ode
com
pens
ação
daen
ergi
ade
sol
vata
ção
just
ific
aas
bai
xas
ener
gias
efec
tiva
sdo
s pa
res
ióni
cos
empr
oteí
nas,
ten
does
tes
um p
apel
pouc
oim
port
ante
naes
tabi
lizaç
ãoda
estr
utur
ana
tiva
dapr
oteí
na.
Sol
vata
ção
de c
arga
s
Sol
ução
aquo
sade
sub
stân
cias
carr
egad
as
A á
gua
form
a lig
açõe
sde
hid
rogé
nio
que
com
pete
mco
m a
s in
tera
cçõe
sen
tre
as p
artí
cula
sda
subs
tânc
iaca
rreg
ada
e po
ssib
ilita
ma
sua
diss
oluç
ão.
A d
isso
luçã
ode
sai
s em
água
éac
ompa
nhad
ade
um
aum
ento
de e
ntro
pia
(∆ ∆∆∆S>0)
e de
um
ava
riaç
ãode
ent
alpi
am
uito
pequ
ena
(∆ ∆∆∆H ≈ ≈≈≈
0),
pelo
que
∆ ∆∆∆G = ∆ ∆∆∆H -
T ∆ ∆∆∆S < 0
,
send
oo
proc
esso
favo
ráve
l.
Inte
racç
ões
pola
res
1d
21d
31d
41d
61d
Dec
aim
ento
das
inte
racç
ões
elec
tros
táti
cas
com
a
dist
ânci
a
Para d=8.0, a única interacção
significativa é
a interacção
carga-carga(1/d)