Denaturáiás

Ban,-ben Denaturáiás A biomolekulák, például a fehérjék és a nukleinsavak elveszítik biológiai aktivitásukat a szerkezeti változások miatt. A biomolekulák primer szerkezete azonban megmarad. A denaturációnak mind a szükséges, mind a káros folyamata van a testben.

Mi a denaturáció?

A denaturáció a fehérjék és nukleinsavak szekunder, tercier és kvaterner szerkezetének fizikai és kémiai behatások általi megsemmisítésére utal. A fizikai behatások hő-, nyomás- vagy nagy energiájú sugárzást jelentenek, kémiai szempontból a denaturációt savak, lúgok, kaotropók, tisztítószerek, alkohol vagy más vegyületek okozzák.

Ezen szerkezeti változások ellenére az elsődleges szerkezet megmarad. Az elsődleges szerkezetet az aminosavak szekvenciája a fehérjékben vagy a nitrogén bázisok jellemzi a nukleinsavakban. A másodlagos szerkezet a biomolekulák hajtogatását írja le a hidrogénkötések, a poláris kölcsönhatások, az ionkötések és a hidrofób kölcsönhatások hatására. A különféle kéntartalmú aminosavak közötti diszulfidhidak kialakulása mellett a többi kovalens kötés sem változik.

A harmadlagos struktúrában a térbeli struktúrák egy biomolekuláris láncban alakulnak ki a redőkön keresztül. A kvaterner struktúrát a több lánccal rendelkező térbeli struktúra kialakulása jellemzi. A fehérjék és a nukleinsavak biológiai aktivitásukat csak a szekunder, tercier és kvaterner szerkezet kialakításával fejlesztik ki.

Denaturáció esetén ezeket a szerkezeteket az egyes atomcsoportok közötti fizikai kötések és a diszulfidcsoportokon belüli kémiai kötés feloldódásával pusztítják el. Noha az elsődleges szerkezet megmarad, a biológiai aktivitás elveszik.

Denaturációk folyamatosan zajlanak a testen kívül és belül. A denaturáció tipikus példája a tojás keményedése főzés közben. A legtöbb denaturáció visszafordíthatatlan. De visszafordíthatók is lehetnek.

Funkció és feladat

A denaturáció folyamatosan zajlik az állati és az emberi szervezetekben. Az élelmiszerfehérjéket először el kell készíteni az egyes aminosavakké történő kémiai felosztáshoz. Ez nem lehetséges a szekunder, tercier vagy kvaterner szerkezetek expozíciója nélkül. A peptidázok csak akkor válhatnak aktívvá, ha a protein lánc kibontakozik.

A gyomorban a gyomorsav hatása az élelmiszer-fehérjék denaturálódásához vezet. A kapun keresztül történő áthaladás után az elkészített chimét tovább hasítják a hasnyálmirigy emésztési enzimei. A szénhidrátokat, zsírokat és fehérjéket a megfelelő monomerekre bontják. A peptidázok hatására a denaturált élelmiszer-fehérjék előállítják az egyes aminosavakat, amelyek a test saját fehérjéivé alakulnak.

A gyomorban denaturálódó szer a gyomorsav, amely nagyrészt sósavból áll. A gyomorsav azonban nem csak az élelmiszerfehérjéket bontja le. Ezenkívül denaturáció útján elpusztítja az élelmiszerek által elfogyasztott sok patogént.

A fehérjék és nukleinsavak denaturálása szintén fontos szerepet játszik az immunvédelemben. Az idegen protein részecskéket (baktériumokat) és a beteg vagy elhalt testsejteket az úgynevezett makrofágok felszívják és oldják fel. Emésztésük az úgynevezett lizoszómákban zajlik.A lizoszómák olyan sejtes organellák, amelyek enzimek segítségével lebontják az idegen anyagokat és a test saját anyagait. A makrofágok különösen nagyszámú lizoszómát tartalmaznak. A lizoszómákon belül alacsony a pH-érték (savas környezet). Itt a fehérje- és nukleinsav-komponenseket először denaturálják, majd emésztő enzimek bontják le.

Ezen felül a fertőzés során gyakran emelkedett hőmérsékletek fordulnak elő. Láz esetén az érzékeny baktériumokat denaturációval is elpusztítják a hő hatása miatt.

A lizoszómákat nemcsak a makrofágok tartalmazzák, hanem az összes többi testsejtben is, mivel minden sejtben felhasználhatatlan hulladékokat és fehérjekomponenseket kell emésztni. Az eddig leírt denaturációs folyamatok létfontosságúak a szervezet számára.

Itt megtalálja gyógyszereit

Betegségek és betegségek

A testben zajló denaturációkkal kapcsolatban azonban vannak patológiás folyamatok is. Fertőzés esetén a láz nem csak a baktériumokat pusztítja el, mert a tartósan magas hőmérsékletek a szervezet saját fehérjéit is megsemmisíthetik. Ez különösen vonatkozik a nagyon érzékeny enzimekre. Ha a testhőmérséklet hosszú ideig meghaladja a 40 fokot, sok enzim hatástalanná válik. Ezért egy nagyon magas láz potenciálisan végzetes a szervezetre. Ha azonban a magas hőmérséklet hat órán belül ismét esik, akkor a sérülés továbbra is visszafordítható.

A fehérjék denaturálódását a nehézfémek hatása is okozza. A nehézfémek komplexeket képezhetnek a fehérjékkel. Ez megváltoztatja tercier és kvaterner felépítésüket. Itt az enzimeket is különösen érinti. Ezért a nehézfémek felhalmozódása a szervezetben súlyos krónikus és néha halálos betegségekhez vezet.

Savakkal vagy lúgokkal végzett kémiai égetések esetén a test saját fehérjék denaturációjának kérdése is a bőrben. Az érintett szövetek halála gyulladásos folyamatokat indít, amelyek viszketéshez és súlyos bőrreakciókhoz vezetnek. Ezenkívül az égési sérülések a test saját fehérjéinek denaturációjához vezetnek a bőrben és a kötőszövetben.

A súlyos vérzést gyakran magas frekvenciájú elektromos árammal kezelik a gyógyászatban. A szövetek hőmérsékletét rövid ideig 80 ° C-ra melegítik. Ennek eredményeként a szöveti fehérje és a kötőszöveti rostok koagulálnak. Így a seb hatékonyan bezárható.

Sok időskori betegség a fehérjék másodlagos és harmadlagos szerkezetének változásaival is összefügg. Bár ezekben az esetekben nincs teljes denaturáció, többek között ráncok és plakkok fordulnak elő. Jól ismert példa az Alzheimer-kóros betegek szenil plakkjai. A seniil plakkok az agyban levő fehérjelerakódások, amelyeket a harmadlagos struktúrában lévő redők képeznek. Ennek a folyamatnak az okai azonban még nem ismertek. Megvitatjuk az alumínium hatását a harmatfehérje szerkezeti változásaira is.