Денатурація білка

Конформація (структура) пептидного ланцюга впорядкована і унікальна для кожного білка. В особливих умовах відбувається розрив великої кількості зв`язків, які стабілізували просторову структуру молекули сполуки. В результаті розриву повністю вся молекула (або значна її частина) приймає форму безладного клубка. Даний процес називають "денатурація". Ця зміна можна спровокувати нагріванням від шістдесяти до вісімдесяти градусів. Таким чином, кожна молекула, отримана в результаті розриву, може відрізнятися за конформації від інших.

Денатурація білків відбувається і під впливом будь-яких агентів, здатних зруйнувати Нековалентні зв`язку. Цей процес може трапитися в лужних або кислих умовах, на поверхні фазового розділу, під впливом деяких органічних сполук (Фенолів, спиртів та інших). Денатурація білка може відбуватися і під впливом гуанидин-хлориду або сечовини. Зазначені агенти формують слабкі зв`язки (гідрофобні, іонні, водневі) з карбонільних або аминогруппами пептидного остова і з рядом груп амінокислотних радикалів, підміняючи наявні в білку власні водневі зв`язку всередині молекул. У результаті відбувається зміна у вторинної та третинної структурі.

Стійкість до впливу денатуруючих агентів залежить переважно від присутності в молекулі білкового з`єднання дисульфідних зв`язків. Інгібітор трипсину має три зв`язку S - S. За умови їх відновлення денатурація білка відбувається без інших впливів. Якщо ж згодом помістити з`єднання в умови, де здійснюється окислення SH-груп цистеїну і формування дисульфідних зв`язків, то первісна конформація відновиться. При цьому наявність навіть однієї дисульфідній зв`язку істотно збільшує стабільність в просторовій структурі.

Денатурація білка, як правило, супроводжується зниженням його розчинності. Разом з цим часто формується осад. Виникає він у формі "згорнутого білка". При високій концентрації сполук у розчині, "згортання" зазнає весь розчин, як, наприклад, це трапляється при варінні курячих яєць. При денатурації білок втрачає свою біологічну активність. На цьому принципі ґрунтується використання карболової кислоти (Водного фенольного розчину) як антисептичний речовини.

Нестійкість просторової структури, висока ймовірність руйнування під впливом різноманітних агентів значно ускладнюють виділення і дослідження білка. Створюються також певні проблеми при використанні сполук у промисловості та медицині.

Якщо денатурація білка проводилась шляхом впливу високих температур, то при повільному охолодженні в певних умовах відбувається процес ренатіваціі - відновлення нативної (вихідної) конформації. Цей факт доводить, що укладання пептидного ланцюга відбувається відповідно до первинної структурою.

Формування нативной конформації (вихідного розташування) є процесом мимовільним. Іншими словами, це розташування відповідає мінімальній кількості вільної енергії, укладеним в молекулі. Можна в результаті зробити висновок, що просторова структура сполуки закодована в амінокислотноїпослідовності в пептидних ланцюгах. Це, в свою чергу, означає, що всі поліпептиди, схожі за чергуванню амінокислот (наприклад, міоглобіновие пептидні ланцюги), братимуть ідентичну конформацію.

Білки можуть мати істотні відмінності в первинній структурі, навіть якщо практично або абсолютно однакові по конформації.