ESTRUTURA MOLECULAR E FUNÇÃO DE BIOMOLÉCULAS: O PAPEL DAS INTERAÇÕES DE VAN DER WAALS, LIGAÇÕES DE HIDROGÊNIO E INTERAÇÕES HIDROFÓBICAS

A estrutura e a função das biomoléculas são determinadas tanto pela sua composição química quanto pela organização espacial de seus átomos e grupos funcionais. Este capítulo aborda o papel fundamental das interações intermoleculares não covalentes (ligações de hidrogênio, forças de Van der Waals e interações hidrofóbicas) na estabilidade, no reconhecimento molecular e na dinâmica funcional de proteínas, ácidos nucleicos e lipídios. Embora energeticamente mais fracas que as ligações covalentes, as interações não covalentes conferem às biomoléculas uma combinação única de estabilidade e flexibilidade, permitindo rearranjos conformacionais, associação seletiva e resposta a variações ambientais. As ligações de hidrogênio conferem direcionalidade e especificidade, sendo essenciais para a formação de estruturas secundárias de proteínas e para o pareamento de bases no DNA. As forças de Van der Waals contribuem para o empacotamento molecular e a complementaridade geométrica em interfaces. As interações hidrofóbicas, resultantes da reorganização do solvente aquoso, dirigem o dobramento proteico e a auto-organização de lipídios em bicamadas. O capítulo destaca que a função biológica emerge do balanço coletivo dessas interações fracas, demonstrando como sua cooperação sustenta a estabilidade e a flexibilidade necessárias à vida. Essa abordagem físico-química integrada é essencial para compreender processos como o dobramento proteico, o empilhamento de bases e a organização de membranas, com implicações diretas em biotecnologia, farmacologia e engenharia de biomateriais.