Denaturace proteinu

Konformace (struktura) peptidového řetězce je uspořádána a jedinečná pro každý protein. Za zvláštních podmínek se rozbíhá velké množství vazeb, které stabilizovaly prostorovou strukturu molekuly sloučeniny. V důsledku roztržení má celá molekula (nebo její podstatná část) formu neporušené cívky. Tento proces se nazývá "denaturace". Tato změna může být vyvolána zahřátím ze šedesáti na osmdesát stupňů. Takže každá molekula získaná v důsledku přerušení se může lišit konformací od ostatních.

Denaturace proteinů se objevuje pod vlivem jakýchkoliv činidel schopných ničit nekovalentní vazby. Tento proces se může vyskytovat v alkalických nebo kyselých podmínkách, na povrchu fázové separace pod vlivem některých organických sloučenin (fenoly, alkoholy a další). Denaturace proteinu se také může objevit pod vlivem guanidinového chloridu nebo močoviny. Tato činidla tvoří slabou vazbu (hydrofobní, iontovou, vodíkovou) s karbonylovými nebo aminoskupinami peptidového řetězce a s řadou skupin aminokyselinových radikálů, které nahrazují protein vodíkové vazby uvnitř molekul. Výsledkem je změna sekundární a terciární struktury.

Odolnost vůči působení denaturačních činidel závisí především na přítomnosti disulfidových vazeb v molekule proteinové sloučeniny. Inhibitor trypsinu má tři vazby S-S. Pod podmínkou jejich redukce dochází k denaturaci proteinů bez dalších vlivů. Pokud se potom sloučenina umístí do podmínek, kdy se provede oxidace SH-skupin cysteinu a vznik disulfidových vazeb, obnoví se počáteční konformace. Kromě toho přítomnost jedné disulfidové vazby podstatně zvyšuje stabilitu v prostorové struktuře.

Denaturace proteinu je zpravidla provázena snížením jeho rozpustnosti. Současně se často vytváří sraženina. Objevuje se ve formě "koagulovaného proteinu". Pokud je koncentrace sloučenin v roztoku vysoká, "koagulace" prochází celým roztokem, například při vaření kuřecích vajec. Během denaturace protein ztrácí svou biologickou aktivitu. Tento princip je založen na použití karbolová kyselina (vodný fenolický roztok) jako antiseptické látky.

Nestabilita prostorové struktury, vysoká pravděpodobnost destrukce pod vlivem různých činitelů činí mnohem obtížnější izolovat a studovat protein. Některé problémy jsou také způsobeny při použití sloučenin v průmyslu a medicíně.

Pokud se denaturace proteinu uskutečnila vystavením vysokým teplotám, pak za pomalého chlazení za určitých podmínek dochází k procesu renaturace - obnovení nativní (počáteční) konformace. Tato skutečnost dokládá, že pokládání peptidového řetězce probíhá v souladu s primární strukturou.

Vytvoření nativní konformace (počáteční umístění) je spontánní proces. Jinými slovy, toto uspořádání odpovídá minimálnímu množství volné energie uzavřené v molekule. Výsledkem je, že prostorová struktura sloučeniny je kódovaná v aminokyselinové sekvenci v peptidových řetězcích. To naopak znamená, že všechny polypeptidy podobné aminokyselinové sekvenci (např. Peptidové řetězce myoglobinu) budou mít stejnou konformaci.

Proteiny mohou mít významné rozdíly v primární struktuře, i když jsou v konformaci prakticky nebo absolutně identické.