Page 85 - Perdih, Andrej, Katja Lakota, Alja Prah. 2020. Strukture bioloških molekul. Univerzitetni učbenik z recenzijo in navodila za vaje. Koper: Založba Univerze na Primorskem.
P. 85
strukture bioloških molekul
Slika 6. Prikaz opisa deformacije vezi med dvema atomoma (levo) ter deformacije valenčnega
kota (na sredini) in pripadajoča energijska diagrama. Torzijski kot, definiran z zaporednimi
atomi ABCD, z označeno osjo rotacije ter pripadajoči energijski diagram - torzijski potencial
(desno).
Energijo deformacije kovalentne vezi med dvema atomoma ter deformacije valenčnega kota,
kot prva dva člena v zgornji enačbi, opišemo z obnašanjem prožne vzmeti, za katero velja
Hookov zakon. Po Hookovem zakonu je energija sorazmerna kvadratu odmika od ravnotežne
razdalje med atomoma oz. kvadratu deformacije ravnotežne vrednosti valenčnega kota. V
enačbi količini li in qi predstavljata vezno razdaljo in valenčni kot, li,0 in qi,o pa idealno ravnotežno
vezno razdaljo ter ustrezni ravnotežni valenčni kot. Ravnotežni vrednosti privzamemo iz
rezultatov kvantnokemijskih (QM) računov ali iz dostopnih eksperimentalnih podatkov. Na
analogen način pridobimo vrednosti za empirični konstanti kvezi in kkota. Pri teh dveh členih
empirične potencialne funkcije so večji odmiki od idealnih leg energetsko zelo zahtevni in se
zato redkeje zgodijo. Konformacijski prostor, ki je dostopen molekuli, je povezan s
spremembami torzijskih kotov in razdalj, ki so odvisne od neveznih interakcij.
Enačba, ki opisuje vpliv torzijskega kota, odraža periodične lastnost tega geometrijskega
elementa. ktorzije predstavlja torzijsko bariero, n pa periodičnost, ki pove, kolikokrat se
posamezni minimum oz. maksimum ponovi med rotacijo za 360°. fo je referenčni torzijski kot,
ki smo ga definirali že prej. Pogosto moramo za pravilni zapis torzijskega potenciala - odvisnosti
energije od vrednosti torzijskega kota, le-tega zapisati kot vsoto več enostavnih
trigonometričnih funkcij.
2. Nevezne interakcije med atomi opišemo z dvema členoma - Coulombovim potencialom
in Lennard-Jonesovim potencialom (Slika 7).
Slika 7. Prikaz elektrostatske interakcije (Coulombov potencial) med dvema točkastima
nabojema (delnima nabojema qi in qj) in pripadajoči energijski diagram, ki prikazuje odvisnost
elektrostatske energije od razdalje med njima (levo). Prikaz van der Waalsovih interkacij med
dvema atomoma in pripadajoči energijski diagram, Lennard-Jonesov potencial (desno).
85
Slika 6. Prikaz opisa deformacije vezi med dvema atomoma (levo) ter deformacije valenčnega
kota (na sredini) in pripadajoča energijska diagrama. Torzijski kot, definiran z zaporednimi
atomi ABCD, z označeno osjo rotacije ter pripadajoči energijski diagram - torzijski potencial
(desno).
Energijo deformacije kovalentne vezi med dvema atomoma ter deformacije valenčnega kota,
kot prva dva člena v zgornji enačbi, opišemo z obnašanjem prožne vzmeti, za katero velja
Hookov zakon. Po Hookovem zakonu je energija sorazmerna kvadratu odmika od ravnotežne
razdalje med atomoma oz. kvadratu deformacije ravnotežne vrednosti valenčnega kota. V
enačbi količini li in qi predstavljata vezno razdaljo in valenčni kot, li,0 in qi,o pa idealno ravnotežno
vezno razdaljo ter ustrezni ravnotežni valenčni kot. Ravnotežni vrednosti privzamemo iz
rezultatov kvantnokemijskih (QM) računov ali iz dostopnih eksperimentalnih podatkov. Na
analogen način pridobimo vrednosti za empirični konstanti kvezi in kkota. Pri teh dveh členih
empirične potencialne funkcije so večji odmiki od idealnih leg energetsko zelo zahtevni in se
zato redkeje zgodijo. Konformacijski prostor, ki je dostopen molekuli, je povezan s
spremembami torzijskih kotov in razdalj, ki so odvisne od neveznih interakcij.
Enačba, ki opisuje vpliv torzijskega kota, odraža periodične lastnost tega geometrijskega
elementa. ktorzije predstavlja torzijsko bariero, n pa periodičnost, ki pove, kolikokrat se
posamezni minimum oz. maksimum ponovi med rotacijo za 360°. fo je referenčni torzijski kot,
ki smo ga definirali že prej. Pogosto moramo za pravilni zapis torzijskega potenciala - odvisnosti
energije od vrednosti torzijskega kota, le-tega zapisati kot vsoto več enostavnih
trigonometričnih funkcij.
2. Nevezne interakcije med atomi opišemo z dvema členoma - Coulombovim potencialom
in Lennard-Jonesovim potencialom (Slika 7).
Slika 7. Prikaz elektrostatske interakcije (Coulombov potencial) med dvema točkastima
nabojema (delnima nabojema qi in qj) in pripadajoči energijski diagram, ki prikazuje odvisnost
elektrostatske energije od razdalje med njima (levo). Prikaz van der Waalsovih interkacij med
dvema atomoma in pripadajoči energijski diagram, Lennard-Jonesov potencial (desno).
85
