Reattività Chimica e Struttura delle Proteine: Fondamenti

Reattività degli Alcani

Gli alcani reagiscono con l'ossigeno producendo energia, H₂O e CO₂ (combustione) o con gli alogeni (alogenazione). Quest'ultima si divide in 3 fasi:

• Inizio: rottura delle molecole di alogeno in 2 atomi. Quando la luce incontra il Cl e l'alcano, il Cl assorbe le radiazioni.
• Propagazione: gli atomi di Cl sono molto reattivi perché il guscio di valenza ha 7 elettroni. Possono ricombinarsi formando molecole di Cl o reagire con un alcano ed estrarre un H per formare acido cloridrico (HCl) e un radicale alchilico (molto reattivo, può collidere con una molecola di Cl per formare cloruro alchilico e liberare un atomo di Cl, che continua la reazione).
• Terminazione: la reazione termina quando si legano 2 radicali alchilici, 2 molecole di Cl o 1 radicale e un Cl.

Reazione di Addizione Elettrofila

La reattività di alcheni e alchini è diversa da quella degli alcani a causa del legame π (pigreco), che non è molto attratto dai nuclei che lo condividono come il legame sigma, permettendo la formazione di nuovi legami.

Nella reazione, gli atomi del reagente (detto elettrofilo) si congiungono ai 2 atomi di carbonio del legame multiplo. L'energia liberata nella formazione dei nuovi legami è superiore a quella necessaria per rompere quelli Cl-Cl e π (reazione esotermica). Questa reazione comporta la rottura eterolitica dei legami e origina un carbocatione, molto reattivo, che si combina con i nucleofili (anioni o molecole neutre con doppietti elettronici disponibili).

Reazione di Sostituzione Elettrofila

Tipica degli aromatici, comporta la sostituzione di uno dei 6 atomi di H dell'anello con un elettrofilo (ione + o dipolo). Gli elettroni π che stabilizzano la molecola rimangono inalterati. Si articola in 2 stadi:

1. L'H e l'elettrofilo sono legati al C e formano un carbocatione con carica + distribuita su tutto l'anello.
2. Lo ione H⁺ si stacca e forma un prodotto elettronicamente neutro.

Proteine: Struttura e Funzione

Le proteine sono presenti in tutte le cellule viventi, svolgono un ruolo strutturale e sono indispensabili per il funzionamento dell'organismo. Sono strutture polimeriche formate da amminoacidi uniti da un legame peptidico (-CO-NH-): il -COOH di un amminoacido reagisce con il -NH₂ di un altro liberando una molecola di H₂O (si forma un dipeptide).

Livelli di struttura proteica

• Primaria: data dalla sequenza amminoacidica della catena proteica; ne determina la forma e la funzione.
• Secondaria: la più comune è l'α-elica (disposizione elicoidale che dipende dai deboli legami a idrogeno tra le anse). Nella disposizione a foglietto-β, i legami H si stabiliscono tra catene vicine che formano un foglio ripiegato a fisarmonica.
• Terziaria: ulteriore ripiegamento delle catene dovuto alle forze attrattive elettrostatiche; determina l'attività biologica della proteina.
• Quaternaria: tipica delle proteine costituite da 2 o più subunità che si associano tramite deboli legami elettrostatici.