详述氢键形成原理

详述氢键形成原理，并讨论其在构成生物大分子立体结构中的作用。

答：（1）氢键的形成原理：与电负性大、半径小的原子X（氟、氧、氮等）以共价键结合，若与电负性大的原子Y（与X相同的也可以）接近，在X与Y之间以氢为媒介，生成X-H…Y形式的键，即为氢键。（X与Y可以是同一种类原子，如水分子之间的氢键）

（2）氢键用X-H…Y来表示。其中X以离子键与氢相连，具有较高的电负性，可以稳定负电荷，因此氢易解离，具有酸性，即X为氢供体。而Y则具有较高的电子密度，一般是含有孤对电子的原子，容易吸引氢质子，从而与X和H原子形成三中心四电子键，即Y为氢受体。

（3）氢键在蛋白质二级结构中的作用：在α-螺旋中，一个残基上的羧基氧与旋转一圈后的（该残基后面）第四个残基上的α-氨基中的氮形成氢键，这些在肽链骨架内原子间形成的氢键大致平行于该螺旋的轴，氨基酸侧链伸向骨架外，不参与螺旋内的氢键形成。在α-螺旋中，单独的氢键是很弱的，但是这些键的合力稳定了该螺旋结构。尤其是在一个蛋白质的疏水内部，这里水不与氢竞争成键。

氢键在DNA结构中的作用：在双链DNA中糖-磷酸骨架不形成氢键，相反在相对的两条链中互补的碱基之间形成2个或3个氢键，氢键大致垂直于螺旋轴。在DNA中形成氢键的主要作用是使每一条链能作为另一条链的模板，尽管互补碱基之间的氢键帮助稳定螺旋结构，但在疏水内部碱基对之间的堆积对螺旋结构的稳定性的供献更大。

氢键在RNA结构中的作用：RNA分子在自然条件下盘绕、卷曲、借助碱基间的氢键相互连接形成碱基对所形成部分碱基配对（茎）和单链交替出现形成茎状结构。

氢键在核酸中的作用：核酸构成遗传的基因，同时控制着蛋白质的制造和有机体细胞的机能。去氧核糖核酸结构中，氢键起着重要的作用。这个结构包含形成一个双螺旋体的两个相互交织的多核甙酸链的细致互补结构，链上的每一对核甙酸分子来说，一个链上的嘧啶根与另一个链上的嘌呤根之间有氢键生成。

姓名：胡丽

班级：制药1001

学号：0121020400122