74172

Denaturacja białka - polega na zniszczeniu jego struktury drugo-, trzecio- lub czwartorzędowej na skutek zerwania wiązań stabilizujących powyższe struktury. W szczególności dochodzi do dysocjacji oligomerów białkowych na podjednostki (zniszcz. IV rzęd. struk.), rozwinięcia łańcuchów polipeptydowych (zniszcz. III rzęd.), oraz zniszczenia struktur fałdowych i heliksowych (zniszcz. II rzęd.) (rys.). (Uwaga! struktura I- rzędowa nie ulega zmianie).

Rys.Schemat denaturacji białka: a) cząsteczka w stanie rodzimym, b) cząsteczka o zmienionej, rozluźnionej konformacji, c) /.denaturowana cząsteczka białka.

Denaturacja białka zmienia jego właściwości:

■    fizykochemiczne (zmniejsza się rozpuszczalność = zmiana pi, zwiększa zaś reaktywność grup chemicznych, które były zamaskowane przez sfałdowanie łańcucha)

■    biologiczne (utrata właściwości katalitycznych, hormonalnych, immunologicznych)

■    zwiększa się strawność białka (na skutek rozfałdowania łańcucha wiązania peptydowe są bardziej dostępne dla enzymów proteolitycznych, a zatem łatwiej ulegają rozkładowi niż w białkach rodzimych)

Denaturacja termiczna zachód/i na skutek zerwania słabych wiązań wodorowych i hydrofobowych. Istotą procesu jest rozwiniecie łańcuchów polipeptydowych i zlepienie ich w duże agregaty, co prowadzi zwykle do koagulacji białek, jednak warunkiem pełnego wytrącenia jest doprowadzanie pH roztworu białka do punktu izoełcktryczncgo. W środowisku silnie kwaśnym lub alkalicznym białka nie koogulują pod wpływem gotowania. Wytrącenie zdenaiurowanych białek z roztworu przebiega tym szybciej, im pH środowiska jest bliższe punktowi iznelcktryczncrmi.

Denaturacja silnymi kwasami polepa na cofaniu się dysocjacji grup karboksylowych:

-COO + H⁺-> -COOH

Grupy te tracą wówczas ładunek elektryczny, co powoduje rozerwanie wiązań jonowych stabilizujących strukturę białka. Stężone kwasy powodują także rozbicie wiązań wodorowych.

Denaturacja stężonymi zasadami polega na zobojętnianiu dodatnio naładowanych grup amoniowych:

-NH/ + OH —-NH_: + H₂0

Grupy te tracą wówczas ładunek elektryczny, co powoduje rozerwanie wiązań jonowych stabilizujących strukturę białka.

Denaturacja pod wpływem solimelali ciężkich polega, prawdopodobnie, na zerwaniu wiązań disiarczkowych. Kationy metali ciężkich (FC . Cll +. Hg . Pb ) tworzą z białkami trudno rozpuszczalne sole. w wyniku czepi białko wypada z roztworu

Zdenaturowane białka mogą łączyć się przypadkowo w większe nienaturalne agregaty białkowe, które często wypadają z roztworu w postaci osadu (koagulacja). Niekiedy jednak zdenaturowane białka (znajdujące się w pH odległym od punktu izoelektrycznego) pozostają w roztworze w postaci rozpuszczonej. Na przykład białka mleka (pi = 4.5) podczas gotowania w środowisku obojętnym nie wytrącają się. Proces denaturacji jest. w zasadzie, nieodwracalny. W pewnych jednak przypadkach może ulec cofnięciu, np. gdy czynnik denaturujący działał krótko. Zjawisko to nazywamy renaturacją.