تعمل قوى مختلفة على تثبيت البنى البروتينية

تعمل العديد من التآثرات غير التساهمية - الضعيفة عندما تكون مفردة، على تثبيت هيئة البروتين. وتشمل هذه القوى الروابط الهيدروجينية والتآثرات الكارهة للماء والتآثرات الكهربائية الراكدة وقوى فان در فالس.

الروابط الهيدروجينية:

تتوضع الثمالات ذات الزمر”R“ القطبية عادة على سطح البروتينات الكروية حيث تشكل روابط هيدروجينية بشكل رئيسي مع جزيئات الماء، أما في المناطق الأخرى من البروتين فتتشكل الروابط الهيدروجيئية فيما بين الثمالات الحمضية الأمينية لهيكله الأساسي.

التاثرات الكارهة للماء:

تحدث التآثرات الكارهة للماء بين الزمر ”R“ غير القطبية للثمالات الحمضية الأمينية التي تتوضع عادة داخل البروتينات الكروية النموذجية. ويوجه تشكل هذه التآثرات بالاعتلاج او عشوائية النظام (Entropy) حيث أن الشكل الكروي يقلل من مساحة سطح التماس مع الوسط المحيط. إن تركز الثمالات غير القطبية في داخل البروتين ينقص من عددها على سطحه، ويضاعف فرص تشكيل الروابط الهيدروجينية فيما بين جزيئات الماء المحيطة به، وهي العملية التي تترافق بزيادة الاعتلاج. وعلى العكس من ذلك، تفضل البيئة غير القطبية للأغشية البيولوجية (Biological membranes) أن تكون الثمالات السطحية كارهة للماء لتشارك زمرها R غير القطبية في التآثرات الكارهة للماء مع السلاسل الجانبية الالكيلية (Alkyl) لإسترات الأحماض الدهنية لطبقتي الغشاء.

التاثرات الكهربائية الراكدة:

تتشكل التآثرات الكهربائية الراكدة (Electrostatic) أو الروابط الملحية بين الزمر المشحونة بشكل متعاكس مثل المجموعتين الطرفيتين الكربوكسيلية والأمينية للببتيدات والزمر”R" المشحونة للثمالات الحمضية الأمينية القطبية. وفي حين تميل كل الزمر المشحونة للتوضع على سطح البروتينات الكروية، فإن هناك استثناءات، فالزمر القطبية النوعية التي تقوم ببعض الوظائف الحيوية الأساسية قد تتموضع في جيوب او شقوق (Clefts) داخل البروتين. وبما أن الثمالات القطبية تستطيع المشاركة في لتآثرات الأيونية أيضاً، فإن وجود الأملاح (كلوريد البوتاسيوم (KCI مثلاً) سيؤدي إلى تقليل التآثرات الأيونية بين الثمالات السطحية.

تاثرات فان در فالس:

قوى فان در فالس هي قوى ضعيفة جداً عندما تكون مفردة وتعمل فقط على مسافات قصيرة جداً، وتتكون من عناصر الجذب (Attractive) والتنافر (Repulsive) وتشمل القوة الجاذبة التآثر بين الأقطاب المزدوجة (Dipoles) المحرضة والمتشكلة نتيجة التموجات الآنية في التوزع الإلكتروني للذرات المتجاورة. أما التنافر فيبدأ عندما تتقارب ذرتان لدرجة تداخل مداريهما الإلكترونيين. وتدعى المسافة التي تكون فيها القوة الجاذبة أعظمية وقوة التنافر أصغرية بمسافة تماس فان در فالس. ويكون للذرات أنصاف أقطار فان در فالس مميزة لكل منها، وتساوي مسافة تماس فان در فالس المثلى بين ذرتين مجموع نصفي قطري فان در فالس لكليهما.