Denaturácia (biochémia)
Ďalšie odporúčané odborné znalosti
Ako rýchlo skontrolovať pipety?
Nenechajte statickú elektrinu ovplyvniť vašu presnosť váženia.
Aká je citlivosť mojej stupnice?
Denaturácia sa týka štrukturálnej zmeny v biomolekulách, ako sú proteíny alebo deoxyribonukleová kyselina (DNA).
Zmena v proteínovej štruktúre spôsobená vonkajšími vplyvmi, najmä sekundárnou a terciárnou štruktúrou proteínu (a teda pravdepodobne aj jeho kvartérna štruktúra), prebieha bez zmeny sekvencie aminokyselín (primárna štruktúra). Proces môže byť nezvratný, to znamená, že nie je možné obnoviť pôvodnú priestorovú štruktúru. Existujú aj reverzibilné zmeny, ktoré je možné zvrátiť neutralizáciou situácie (napr. Pomocou RNA). Denaturácia spravidla znamená, že molekula už nemôže správne plniť svoju funkciu, čo v molekulárnej biológii často úzko súvisí so štruktúrou.
Denaturáciu bielkovín môžu spôsobiť napríklad chemické látky, ako sú kyseliny, soli, zásady, čistiace prostriedky alebo extrémne teploty, ako aj UV žiarenie. Najznámejším príkladom je proteín vo slepačom vajci: ktorý sa varením stáva tuhým, pretože sa zmenila priestorová štruktúra molekúl proteínu. Pôvodný tekutý stav sa už nedá obnoviť.
Denaturácia tiež nastáva počas koagulácie s vysokofrekvenčným prúdom v medicíne. Zvýšenie teploty tkaniva na 50 až 80 ° C vedie ku koagulácii tkanivových proteínov a vlákien spojivového tkaniva. Tento postup sa zvyčajne používa pri hemostáze pomocou bipolárnych alebo monopolárnych uchopovačov alebo pomocou doskových, guľkových alebo valcových elektród.
Bielkoviny organizmu tiež denaturujú pri horúčke. Pokiaľ horúčka netrvá príliš dlho, je tento proces reverzibilný, ale asi po šiestich hodinách môžu nastať problémy s obnovením pôvodnej štruktúry. Proteíny organizmu zvyčajne dosahujú svoju maximálnu aktivitu pri teplote 35 až 39 ° C. Príliš vysoká horúčka (40 až 42 ° C) môže preto pôsobiť na enzýmy takým spôsobom, že telu už nebude môcť byť dostatočne zásobený. Niektoré molekuly ako chaperóny a proteíny tepelného šoku pomáhajú udržiavať a obnovovať štruktúru.
Proteínové štruktúry môžu byť tiež zničené ťažkými kovmi, pretože ióny tvoria so zvyškami aminokyselín zložité štruktúry, a tým menia významnú štruktúru proteínu. Preto je hromadenie ťažkých kovov v tele veľkým problémom.
Denaturácia teplom
The Denaturácia teplom je typ denaturácie, pri ktorej sa štruktúra mení pri vysokej teplote. Nukleové kyseliny denaturujú vo veľmi úzkom teplotnom intervale (teda tiež „Bod topenia„Volal), ktorá je zvyčajne nad 80 ° C. Teplota, pri ktorej začína denaturácia bielkovín, je veľmi odlišná v závislosti od štruktúry a organizmu. Enzýmy hypertermofilnej archea musia odolávať teplotám vysoko nad 80 ° C.
Všetky denaturačné procesy majú spoločné to, že za podmienok použitých na tento účel sa kovalentné väzby neštiepia (okrem disulfidových mostíkov). Reťazcová štruktúra a postupnosť stavebných blokov (primárna štruktúra) je preto zachovaná. Musí sa rozlišovať medzi denaturáciou bielkovín a štiepením bielkovín, pri ktorých sa makromolekuly štiepia na svoje stavebné bloky.
Dodávaním energie sa však jednotlivé stavebné bloky, teda nukleotidy a aminokyseliny, a teda celý molekulárny reťazec, nechajú vibrovať natoľko, že väzby a sily (vodíkové väzby, hydrofóbne účinky, disulfidové mostíky) medzi rôznymi oblasťami molekulárneho reťazca sú rozpustené alebo prekonané.
Pretože sa medzi úsekmi reťazca alebo susednými molekulami následne nekontrolovaným spôsobom vytvárajú nové/odlišné väzby, vedie denaturácia k zmene (sekundárnej a) terciárnej štruktúry s enzýmami a inými funkčnými proteínmi, a teda aj k strate biologickej aktivity a poklesu rozpustnosť. Posledná sa často prejavuje ako „flokulácia“ alebo „koagulácia“.
Denaturácia tepla (podobne ako iné denaturácie) môže byť reverzibilná (reverzibilná), ak štrukturálne zmeny ešte nie sú príliš hlboké, ale často sú nezvratné (nezvratné).
Kyselinová denaturácia
The Kyselinová denaturácia vedie k posunom náboja medzi molekulami a nakoniec k rovnakému výsledku Denaturácia teplom. Kyselina uvoľňuje protóny (H +) a tým spôsobuje zmenu náboja v aminoskupine (NH2), ktorá je potom kladne nabitá.