INTERACCIONES HIDROFÓBICAS

Comúnmente se dice que una sustancia es hidrofóbica cuando no es miscible con el agua. Desde el punto de vista químico, las moléculas de la sustancia hidrofóbica no son capaces de interactuar con las moléculas de agua, ni por puentes de hidrógeno ni mediante interacciones ion-dipolo.

Uno de los ejemplos mas frecuentes de sustancias hidrofóbicas son los hidrocarburos saturados. Al hidratar solutos hidrofóbicos las moléculas de agua pasan a estar unidas por enlaces de hidrógeno y sin estructura fija, formando pentágonos y  hexágonos que “encierran” en una especie de “jaula” los dominios y estructuras más apolares.

Esta nueva conformación que toman las moléculas de agua se conoce como clatrato. En la figura que sigue se representa esquemáticamente un clatrato formado alrededor de cadenas apolares de hidrocarburos.

Por otro lado, esta nueva disposición de las moléculas de agua disminuye la entropía de la misma.

Suponiendo que tenemos dos moléculas de hidrocarburo en agua, podrían estar cada una de esas moléculas rodeadas con su clatrato, o las dos juntas con un solo clatrato, como se ve en la siguiente figura:

El estado más estable de los dos será el de menor energía libre:

El más estable es el de mayor entropía, o sea, donde hay menor número de moléculas de agua dispuestas en clatratos, por lo tanto  el sistema tiende espontáneamente  a disponerse como en la figura número dos.

Un ejemplo de interacción hidrofóbica en la estructura celular es la membrana: las moléculas de agua se encuentran dentro y fuera de la bicapa lipídica, muy desordenadas, pero no la atraviesan gracias a su hidrofobia, resultando una estructura muy estable.

Otro ejemplo de las interacciones hidrofóbicas se encuentra en el plegamiento de las proteínas. Los aminoácidos con cadenas laterales no polares tienden a localizarse en el interior de la proteína, en donde se asocian con otras cadenas no polares, mientras que los aminoácidos polares suelen localizarse en la superficie de la proteína, para que la estructura resultante sea lo más estable posible.

Un clatrato, estructura de clatrato o compuesto de clatrato (del latín clathratus, "rodeado o protegido, enrejado") es una sustancia química formada por una red de un determinado tipo de molécula, que atrapa y retiene a un segundo tipo diferente de molécula.