Page 84 - BUKU AJAR BIOKIMIA 1 K5FN

Masukan energi sekitar 350 kJ diperlukan untuk memutuskan satu mol (6x1023) ikatan tunggal C—C, dan sekitar 410 kJ untuk memutuskan satu mol ikatan C—H, tetapi sedikitnya 4 kJ sudah cukup untuk memutus satu mol interaksi van der Waals yang khas. Interaksi hidrofobik jauh lebih lemah daripada ikatan kovalen, meskipun mereka secara substansial diperkuat oleh pelarut yang sangat polar (misalnya larutan garam pekat). Interaksi ionik dan ikatan hidrogen adalah variabel dalam kekuatan, tergantung pada polaritas pelarut dan keselarasan atom ikatan hidrogen, tetapi mereka selalu secara signifikan lebih lemah daripada ikatan kovalen. Dalam pelarut berair pada 25oC, energi panas yang tersedia dapat memiliki urutan yang sama besarnya dengan kekuatan interaksi lemah ini, dan interaksi antara molekul zat terlarut dan pelarut (air) hampir sama menguntungkannya dengan interaksi zat terlarut-zat terlarut. Akibatnya, ikatan hidrogen dan interaksi ionik, hidrofobik, dan van der Waals terus terbentuk dan putus.
Meskipun keempat jenis interaksi ini secara individu relatif lemah terhadap ikatan kovalen, efek kumulatif dari banyak interaksi semacam itu bisa sangat signifikan. Misalnya, pengikatan nonkovalen suatu enzim ke substratnya dapat melibatkan beberapa ikatan hidrogen dan satu atau lebih interaksi ionik, serta interaksi hidrofobik dan van der Waals. Pembentukan masing-masing ikatan lemah ini berkontribusi pada penurunan bersih energi bebas sistem. Kita dapat menghitung stabilitas interaksi nonkovalen, seperti ikatan hidrogen dari molekul kecil ke pasangan makromolekulnya, dari energi ikat, pengurangan energi sistem ketika terjadi pengikatan. Stabilitas, yang diukur dengan konstanta kesetimbangan dari reaksi pengikatan, bervariasi secara eksponensial dengan energi pengikatan. Untuk memisahkan dua biomolekul (seperti enzim dan substrat terikatnya) yang terkait secara nonkovalen melalui beberapa interaksi lemah, semua interaksi ini harus diganggu pada saat yang bersamaan. Karena interaksi berfluktuasi secara acak, gangguan simultan seperti itu sangat kecil kemungkinannya. Oleh karena itu, 5 atau 20 interaksi lemah memberikan stabilitas molekul yang jauh lebih besar daripada yang diharapkan secara intuitif dari penjumlahan sederhana energi ikat kecil.
81