Денатуриране на протеина

Конформацията (структурата) на пептидната верига е подредена и уникална за всеки протеин. При специални условия се разкъсва голям брой връзки, които стабилизират пространствената структура на молекулата на съединението. В резултат на разкъсването, цялата молекула (или значителна част от нея) има формата на неправилна бобина. Този процес се нарича "денатуриране". Тази промяна може да бъде провокирана чрез нагряване от 60 до 80 градуса. По този начин, всяка молекула, получена в резултат на разкъсването, може да се различава в конформацията от другите.

Денатурацията на протеините се осъществява под въздействието на каквито и да е средства, способни да разрушават нековалентни връзки. Този процес може да се осъществи при алкални или киселинни условия, на повърхността на фазовото разделяне, под влияние на някои органични съединения (феноли, алкохоли и други). Денатурирането на протеина може да се осъществи и под въздействието на гуанидин хлорид или урея. Тези агенти образуват слаби връзки (хидрофобни, йонни, водородни) с карбонилните или аминогрупи на пептидния скелет и с редица групи от аминокиселинни радикали, замествайки протеина водородни връзки вътре в молекулите. В резултат на това има промяна във вторичната и третичната структура.

Устойчивостта на действието на денатуриращи агенти зависи главно от наличието на дисулфидни връзки в молекулата на протеиновото съединение. Трипсиновия инхибитор има три S-S връзки. При условие на тяхното редуциране, протеиновата денатурация настъпва без други влияния. Ако след това съединението е поставено при условия, при които се извършва окисляването на SH-групи цистеин и образуването на дисулфидни връзки, първоначалната конформация ще бъде възстановена. Освен това, присъствието дори на една дисулфидна връзка значително увеличава стабилността в пространствената структура.

Денатурирането на протеина като правило е придружено от намаляване на неговата разтворимост. В същото време често се образува утайка. Изглежда под формата на "коагулиран протеин". Когато концентрацията на съединенията в разтвора е висока, "коагулацията" преминава през целия разтвор, като например при готвене на пилешки яйца. По време на денатурирането протеинът губи своята биологична активност. Този принцип се основава на използването на карболова киселина (воден фенолен разтвор) като антисептично вещество.

Нестабилността на пространствената структура, високата вероятност за унищожаване под въздействието на различни агенти, затрудняват изолирането и изследването на протеина. Съществуват и някои проблеми, когато се използват съединения в промишлеността и медицината.

Ако денатурирането на протеина се извършва чрез излагане на високи температури, тогава при бавно охлаждане при определени условия се осъществява процес на ренатуриране - възстановяването на естествената (първоначалната) конформация. Този факт доказва, че полагането на пептидната верига се извършва в съответствие с първичната структура.

Образуването на нативна конформация (първоначално местоположение) е спонтанен процес. С други думи, това устройство съответства на минималното количество свободна енергия, затворена в молекулата. В резултат на това може да се заключи, че пространствената структура на съединението е кодирана в аминокиселинната последователност в пептидните вериги. Това на свой ред означава, че всички полипептиди, подобни на аминокиселинната последователност (напр. Пептидни вериги на миоглобин), ще имат еднаква конформация.

Протеините могат да имат значителни разлики в първичната структура, дори ако те са практически или абсолютно идентични в конформацията.