Denaturacja białka
Denaturacja białka – zmiany w II, III- i IV-rzędowej strukturze białka natywnego (w przeciwieństwie do wysalania, podczas którego białka wytrącają się bez utraty struktury[1]), które prowadzą do utraty aktywności biologicznej lub innej indywidualnej cechy charakterystycznej przy zachowaniu sekwencji aminokwasów.
Przebieg procesu denaturacji
edytujPodczas denaturacji niszczone są wiązania wodorowe, a w obecności odczynników redukujących zerwaniu ulegają mostki dwusiarczkowe.
Denaturacja białek może być procesem odwracalnym lub nieodwracalnym[2][a]; np. denaturacja termiczna białek najczęściej jest nieodwracalna (w przeciwieństwie do termicznej denaturacji kwasów nukleinowych)[4]. Stosunkowo niewielkie zmiany pH, w zakresach określonych indywidualnie dla danego białka, prowadzą do denaturacji odwracalnej (np. będącej efektem utraty rozpuszczalności w punkcie izoelektrycznym), a po przekroczeniu wartości krytycznych pH denaturacja nabiera charakteru nieodwracalnego[5]. W przypadku denaturacji odwracalnej, po usunięciu czynnika denaturującego białko powraca do aktywnej formy natywnej. Proces ten nosi nazwę renaturacji i został zaobserwowany po raz pierwszy dla rybonukleazy[6] przez Christiana Anfinsena w latach 60. XX w.[7]
Przejście od natywnego, niskoenergetycznego stanu do formy zdenaturowanej związane jest ze wzrostem nieuporządkowania łańcucha, której to przemianie towarzyszy wzrost entropii. Uporządkowanie najbliższych cząsteczek wody wzrasta jednak w wyniku hydratacji grup hydrofobowych łańcuchów bocznych, uwolnionych podczas denaturacji.
Podczas denaturacji zachodzą także zmiany rozpuszczalności i przesunięcie punktu izoelektrycznego. Rozwinięcie łańcucha peptydowego może prowadzić do wzrostu lepkości, a także zmian absorpcji w nadfiolecie. Obserwuje się również często procesy agregacji i wytrącania, co jest związane ze zmianami stopnia hydratacji i rozpuszczalności białek.
Metody
edytujNajważniejszymi metodami fizycznymi denaturacji są: ogrzewanie, silne mieszanie, wytrząsanie, naświetlanie nadfioletem, promieniowaniem rentgenowskim i jonizującym lub działanie ultradźwiękami.
Denaturacja chemiczna zachodzi pod wpływem związków, które są zdolne do rozerwania wiązań wodorowych, na przykład pod wpływem roztworu mocznika o stężeniu 6–8 mol/dm³ lub chlorku guanidyny o stężeniu 4 mol/dm³, na skutek działania kwasów lub zasad (wartość pH poniżej 3 lub powyżej 9), soli metali ciężkich, a także 1%-owego roztworu laurylosiarczanu sodu.
Zobacz też
edytujUwagi
edytujPrzypisy
edytuj- ↑ Wysalanie białek. [w:] Słownik terminów biologicznych [on-line]. PWN. [dostęp 2014-04-29].
- ↑ Denaturacja. [w:] Słownik terminów biologicznych PWN [on-line]. [dostęp 2014-04-29].
- ↑ Denaturacja białka, [w:] Encyklopedia PWN [online], Wydawnictwo Naukowe PWN [dostęp 2014-04-29].
- ↑ J.L. Mergny, L. Lacroix. Analysis of thermal melting curves. „Oligonucleotides”. 13 (6), s. 515–537, 2003. DOI: 10.1089/154545703322860825. PMID: 15025917.
- ↑ Sasson Cohen: Biological reactions of carbonyl halides. W: The Chemistry of Acyl Halides. Saul Patai (red.). Wiley, 1972, s. 318, seria: The Chemistry of Functional Groups. ISBN 0-471-66936-9.
- ↑ Jan Koolman, Klaus-Heinrich Röhm: Color atlas of biochemistry. Wyd. 2. Stuttgart ; New York: Thieme, 2005, s. 74–75. ISBN 3-13-100372-3.
- ↑ Lubert Stryer: Biochemia. Wyd. 1. Warszawa: PWN, 1986, s. 45–49. ISBN 83-01-00140-2.
Bibliografia
edytuj- Robert K. Murray, Daryl K. Granner, Peter A. Mayes, Vicor W. Rodwell: Biochemia Harpera. Warszawa: Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2004. ISBN 83-200-2898-1.