2.9: 生物分子中的非共价吸引力

非共价吸引力是分子内部和分子之间的结合，影响复合物的形状和结构稳定性。这些相互作用与共价键的不同之处在于它们不涉及电子共享。

四种类型的非共价相互作用是氢键、范德华力、离子键和疏水相互作用。

氢键是由于氢原子被另一个电负性原子共价键合到强电负性原子（如氧、氮或氟）的静电吸引而产生的。当氢原子所键合的负电原子将电子云吸引到它附近时，氢原子会产生部分正电荷。结果，氢的 ^δ+ 电荷和 δ 之间发生微弱相互作用^– 相邻负电原子上的电荷。这种类型的相互作用在水分子之间有规律地形成。独立的氢键容易断裂;然而，它们在水和有机聚合物中大量存在，共同产生很大的力。

第二种类型的相互作用称为范德华，它是由两个或多个彼此靠近的原子（或分子）的富电子区和贫电子区之间的临时吸引力驱动的。这些相互作用有助于蛋白质的三维结构，这对其功能至关重要。

另一种类型的相互作用是发生在带相反电荷的离子之间的离子键。在生物系统中，由带相反电荷的离子产生的离子相互作用也有助于稳定生物分子的结构。金属离子（如镁）与带负电荷的生物分子（如 DNA）相互作用。镁离子与负磷酸基团结合，从而中和电荷并帮助将长 DNA 聚合物包装成螺线管或环形结构。

最后，疏水效应是一种非共价相互作用，其中疏水分子聚集以最大限度地减少与水性环境中水的接触。因此，在蛋白质折叠过程中，多肽的疏水区域被埋在结构中。