رابطة هيدروجينية منخفضة الحاجز

الرابطة الهيدروجينية منخفضة الحاجز (بالانجليزية: Low-barrier hydrogen bond، اختصارا LBHB) هي نوع خاص من الروابط الهيدروجينية. يمكن ان تتشكل هذه الروابط عندما تكون قيم pKa لذرتين غير متجانستين متقاربة جدا، مما يسمح بتقاسم ذرة الهيدروجين بينهما بشكل اكثر تساويا. يؤدي هذا التقاسم للهيدروجين الى تكوين روابط هيدروجينية قصيرة وقوية بشكل ملحوظ.

 الوصف 
تصغير|في هذا المركب التاجي الازوتي من نوع مركب حلقي كبير، تتموضع بروتون بين ذرتي اكسجين لكربونيل أميد، تفصل بينهما مسافة قدرها 2.45 أنغستروم.

تكون الروابط الهيدروجينية القياسية اطول نسبيا، فعلى سبيل المثال تبلغ المسافة في رابطة اكسجين–اكسجين نحو 2.8 أنغستروم، ويكون أيون الهيدروجين في هذه الحالة منتميا بوضوح الى احدى الذرات غير المتجانسة. وعندما تكون قيم ثابت التفكك الحمضي للذرتين غير المتجانستين متقاربة جدا، يصبح تكون الرابطة الهيدروجينية منخفضة الحاجز ممكنا عند مسافة اقصر تبلغ نحو 2.55 أنغستروم. ومع الانخفاض الاضافي في المسافة الى اقل من 2.29 أنغستروم، توصف الرابطة حينئذ بانها رابطة هيدروجينية قصيرة قوية او رابطة ذات بئر واحد.

 البروتينات 
تحدث رابطة هيدروجينية منخفضة الحاجز في البيئات الخالية من الماء داخل بروتينات. تعمل عدة بقايا أحماض أمينية معا ضمن نظام نقل الشحنة للتحكم في قيم ثابت التفكك الحمضي للبقايا المشاركة. يمكن أيضا أن تظهر الروابط الهيدروجينية منخفضة الحاجز على أسطح البروتينات، لكنها تكون غير مستقرة بسبب قربها من ماء الكتلة، والمتطلبات المتضاربة للجسور الملحية القوية في واجهات تفاعل البروتينات، وهي المناطق على الأسطح حيث تتلامس البروتينات مع بعضها وتتفاعل، وتشمل روابط هيدروجينية وجسور ملحية وروابط هيدروفوبية.

 التحفيز الإنزيمي 
اقترح الباحثون أن رابطة هيدروجينية منخفضة الحاجز قد تكون ذات صلة بـتحفيز إنزيمي في نوعين من الظروف. أولا، يمكن أن تؤدي رابطة هيدروجينية منخفضة الحاجز ضمن شبكة نقل الشحنة في الموقع النشط الى تنشيط بقايا محفزة، على سبيل المثال بين الحمض والقاعدة ضمن ثلاثية محفزة. ثانيا، قد تتكون رابطة هيدروجينية منخفضة الحاجز خلال عملية التحفيز لتثبيت حالة انتقال، مثل تثبيتها مع حالة الانتقال للركيزة في ثقب الأوكسانيون.

تظل هاتان الآليتان محل جدل، حيث تتباين الأدلة النظرية والتجريبية حول مدى حدوثهما فعليا. ومنذ العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، أصبح الرأي العام بين الباحثين هو أن الروابط الهيدروجينية منخفضة الحاجز لا تستخدمها إنزيمات لتسهيل التحفيز.

مع ذلك، في عام 2012، اقترح الباحثون أن رابطة هيدروجينية منخفضة الحاجز قد تكون متورطة في التمييز بين فوسفات وأرسينات بالنسبة لبروتين ناقل للفوسفات. وتشير هذه النتيجة الى احتمال أن تلعب الروابط الهيدروجينية منخفضة الحاجز دورا تحفيزيا في اختيار حجم أيون معين في بعض الحالات النادرة جدا.

=انظر أيضاً
 رابطة هيدروجينية
 رابطة هيدروجينية متناظرة
 رابطة ثنائية هيدروجينية

المراجع

تصنيف:ترابط كيميائي
تصنيف:تفاعلات كيميائية
تصنيف:قوى بين الجزيئات
تصنيف:كيمياء الجزيئات الضخمة
تصنيف:هيدروجين