Interações de van der Waals

Interações de van der Waals
Também conhecidas como forças de dispersão de London,
caracterizam-se pelo momento de dipolo induzido e ocorrem entre
todos os átomos. Apesar de moléculas apolares não possuírem
momento dipolar permanente, uma flutuação local transiente da
densidade eletrônica (10-6 s) pode ser observada entre átomos não
polares adjacentes. Essa redistribuição de densidade eletrônica resulta
em uma força interatômica de atração de baixa magnitude (0,3 - 1
kcal/mol). Por outro lado, quando o meio permite o estabelecimento
simultâneo de um número significativo de interações de van der Waals,
essas forças somadas exercem importante papel no processo de
reconhecimento molecular e estabilização de complexos ligantereceptor. As interações de van der Waals são especialmente relevantes
quando as moléculas estão próximas e podem ser descritas pelo
potencial de Lennard-Jones.
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Interações de van der Waals
• Interações de van der Waals caracterizamse pelo momento de dipolo induzido
transiente (10-6 s) e ocorrem entre todos
os átomos
δ+
H3C δE= A - B
r 12
r6
Interações de van der Waals
Complexo Cristalográfico
Fosfodiesterase-5-sildenafil
H3C
δ-
δ+
• Depende da distância entre os pares de
átomos
Leu
Val
Sendo, A e B constantes características
do par de átomos envolvido na interação;
r, a distância interatômica; e E, a energia
de interação ou potencial energético.
Wang et al., J. Biol. Chem. 2006, 281, 21469-21479
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Interações Hidrofóbicas
Interações Hidrofóbicas
• Interação de grupos apolares
• Dessolvatação
Ocorrem em função do aumento da entropia (∆S) do sistema
proveniente da dessolvatação (liberação das moléculas de água), quando
dois átomos apolares interagem, ou seja, a aproximação de superfícies
hidrofóbicas promove uma desorganização da camada de solvatação
favorecendo a interação. As interações hidrofóbicas possuem papel
importante na estabilização de complexos entre ligantes e receptores,
devido às características hidrofóbicas marcantes de certos grupos ou
fragmentos presentes nas moléculas bioativas ou nas estruturas
protéicas. Por exemplo, ligantes com características hidrofóbicas tendem
a se deslocar do solvente para as regiões hidrofóbicas do sítio de ligação
da proteína (fenômeno de partição), estabilizando a formação do
complexo e influenciando na energia livre de ligação.
Interações Hidrofóbicas
Cavidade Hidrofóbica
A aproximação de superfícies hidrofóbicas promove uma desorganização da camada
de solvatação favorecendo a interação
Estaurosporina
Complexo Cristalográfico
Proteina Quinase CDK2/Estaurosporina
Interações com Elétrons-π
Interações com Elétrons-
• Interação π-π
As interações não-covalentes entre anéis aromáticos podem ocorrer na
estabilização de complexos intermoleculares, na formação de agregados
moleculares ou nas diversas etapas catalíticas de reações. Interações
entre as cadeias laterais aromáticas de resíduos de aminoácidos são
observadas com frequência em proteínas. Aproximadamente 60% das
cadeias laterais aromáticas (e.g., Phe, Trp e Tyr) estão envolvidas em
interações - (do inglês, - interactions ou -stacking), onde a
geometria tridimensional predominante corresponde à forma-T (do
inglês, T-shaped ou edge-to-face), seguida da geometria paralelodeslocada (do inglês, parallel-displaced).
His
As principais forças de estabilização de arranjos geométricos entre dois grupos
aromáticos são as eletrostáticas e de van der Waals.
Interações com Elétrons-π
• Interação π-π
Complexo Cristalográfico
Fosfodiesterase-5-sildenafil
Wang et al., J. Biol. Chem. 2006, 281, 21469-21479
(Sildenafila, Viagra®)
EXERCÍCIO 2
EXERCÍCIO 3
EXERCÍCIO 4
EXERCÍCIO 5
Ligação de hidrogênio
Subunidade 1
Subunidade 2