IKATAN HIDROGEN ZAHIRA AMODY

P2500213412

Ikatan HidrogenIkatan hidrogen adalah ikatan antara atom H yang mempunyai

muatan positif parsial dengan atom lain yang bersifat elektronegatif dan mempunyai sepasang elektron bebas dengan oktet lengkap, seperti O, N, dan F.

Ikatan hidrogen terjadi pada senyawa yang mempunyai gugus‑gugus seperti OH...O, NH...O, NH...N, OH...N, NH...F dan OH...F.

Ikatan hidrogen :a. Ikatan hidrogen intramolekul, ikatan hidrogen yang

terjadi dalam satu molekul.b. Ikatan hidrogen intermolekul, ikatan hidrogen yang terjadi

antar molekul. Kekuatan ikatan < dibanding ikatan hidrogen intramolekul.

Ikatan hidrogen dapat mempengaruhi sifat‑sifat kimia fisika senyawa, seperti titik didih, titik lebur, kelarutan dalam air, kemampuan pembentukan kelat dan keasaman. Perubahan sifat‑sifat tersebut dapat berpengaruh terhadap aktivitas biologis senyawa.

Ikatan hidrogen penting untuk menstabilkan struktur melalui ikatan intramolekular. Ex: pada struktur α-heliks protein dan pasangan basa DNA.

Ikatan hidrogen merupakan interaksi elektrostatik antara pasangan elektron bebas pada heteroatom (N, O, S) sbg donor elektron, dengan atom H dari gugus -OH, -NH atau -SH.

Kekuatan ikatan ini lemah dgn energi 7-40 kJ/mol.

Banyak obat mengandung kelompok seperti hidroksil, karbonil, amino, dan imino-yang dapat membentuk ikatan hidrogen baik sebagai donor atau sebagai akseptor proton. Di sisi lain, makromolekul biologis di mana reseptor obat terletak juga mengandung kelompok tersebut. Antara lain aminoacids berikut dapat bertindak sebagai donor proton: arginin, lisin dan sistein, sebagai akseptor proton berikut; asam aspartat, asam glutamat, metionin, dan sistin. Asam amino lainnya dapat bertindak pada satu waktu sebagai donor dan di lain waktu sebagai akseptor atau sebagai donor dan akseptor secara bersamaan; untuk kelompok pertama milik histidine yang ketika terprotonasi, adalah sebagai donor dan ketika non terprotonasi, adalah sebagai akseptor. Asparagin, glutamin, serin, treonin, prolin hidroksi, tirosin, dan lainnya termasuk dalam kelompok kedua (32). Dari sini dapat ditarik kesimpulan bahwa ikatan hidrogen memiliki campur tangan dalam pembentukan hubungan obat-reseptor, memberikan kontribusi bagi stabilitas kompleks reseptor obat, yang meningkat dengan jumlah ikatan yang terbentuk

Ikatan hidrogen menstabilkan protein dalam susunan heliks dan membantu dalam menstabilkan

struktur heliks ganda asam deoksiribonukleat

Contoh ikatan hidrogen dalam sistem biologi

N

NNC

R

NH

H N

O

N

CH3

R

H

ADENIN TIMIN

IKATAN HIDROGEN DIANTARA PASANGAN

BASA PADA DNA

C CO

H

H

RCO

NCO

H

CHC

NH

OC

H

RCO

IKATAN HIDROGEN DIANTARA IKATAN PEPTIDA

PADA PROTEIN

CO

O

HO O HO

OH

O

OH

HN H

HOH3C NCH3

H3C

TETRASIKLINIKATAN HIDROGEN INTRAMOLEKUL

PADA MOLEKUL ANTIBIOTIK

CO

HO

OH

OC

IKATAN HIDROGEN INTERMOLEKULPADA DIMER ASAM BENZOAT

IKATAN HIDROGEN PADA SISTEM BIOLOGI DAN MOLEKUL OBAT

Ikatan hidrogen bisa intramoleculer atau intermoleculer. Bentuknya lebih kuat daripada yang sebelumnya . Beberapa molekul, seperti asam salisilat, mempunyai 2 ikatan hidrogen.

Ada atau tidak adanya aksi biologis dalam beberapa senyawa tersebut berasal , dalam

beberapa kasus, dengan kapasitas mereka untuk membentuk atau tidak membentuk ikatan hidrogen. Fakta ini memiliki pengaruh besar pada sifat fisikokimia dan karenanya pada aktivitas farmakodinamik mereka. Dengan demikian, pada I-fenil-2,3-dimetil-5-pirazolon (antipyrine), yang larut dalam air dan larut dalam eter , memiliki sifat analgetik, analog demethylated nya, I-fenil-2,3-dimetil-5-pirazolon, yang tidak larut dalam air hanya sedikit larut dalam eter, tidak memiliki aktivitas analgetik. Perbedaan ini tampaknya berasal dari fakta bahwa bentuk senyawa tidak membentuk ikatan hidrogen intermoleculer, sedangkan yang sebelumnya terbentuk ikatan itu

asam salisilat (o-hidroksi asam benzoat) memiliki aktivitas antibakteri, sedangkan asam isomer p-hidroksibenzoat dan m- hidroksibenzoat yang tidak memilikinya

Hal sebaliknya terjadi dengan ester, metil salisilat memiliki aktivitas antibakteri sangat lemah, Fakta ini disebabkan kemungkinan fungsi senyawa yang terakhir sebagai fenol: ketika dimer terbentuk, melalui ikatan hidrogen intermoleculer, gugus hidroksi fenolik dibebaskan. Metil salisilat tidak dapat berfungsi sebagai fenol karena dalam pembentukan ikatan hidrogen intramolekul gugus hidroksi fenolik disembuyikan.

Turunan dari isatin-β-thiosemicarbazone dan benzimidazol dengan memiliki aktivitas antivirus yang tinggi

Ikatan hidrogen memainkan peran penting dalam proses replikasi. Mereka mempertahankan integritas struktural dari pasangan basa DNA konstituen dan bertanggung jawab untuk interaksi antara asam amino, mesengger RNA, dan transfer RNA yang akhirnya mengakibatkan sintetis rantai polipeptida tertentu.

Interaksi energi dalam pasangan basa DNA yang dihubungkan oleh ikatan

hidrogen

Ikatan hidrogen juga bertanggung jawab terhadap berkurangnya aktivitas obat yang mengandung atom oksigen ketika atom oksigen pada obat tersebut disubstitusi oleh atom sulfur. Sulfur dengan kemampuan untuk membentuk ikatan hidrogen jauh lebih lemah dibanding dengan oksigen tidak dapat berinteraksi secara ikatan hidrogen dengan reseptor, sehingga stabilitas kompleks obat-reseptor berkurang (Istyastono, 2006). Contohnya atom H dari gugus –OH epinefrin dapat berikatan dengan atom O dari gugus –OH serin yang terdapat pada β-adrenergik reseptor.

Ikatan hidrogen antara metanol dengan air

Ikatan hidrogen antar molekul etanol