Denaturace

Denaturace je v biochemii vratný nebo nevratný proces, při němž účinkem jistých fyzikálních či chemických změn dochází k změnám prostorové struktury některých biomolekul z původního přirozeného (nativního) stavu. Denaturovat mohou bílkoviny, ale i dvouvláknové nukleové kyseliny (zejména DNA), přičemž oba tyto procesy se fundamentálně liší. Denaturace bílkovin je provázena ztrátou jejich prostorové sekundární struktury, přičemž často dochází ke ztrátě rozpustnosti (k precipitaci). U dvouvláknové DNA se denaturace projevuje jako oddělení komplementárních vláken v dvoušroubovici.[1]

Usmažené vejce je příkladem směsi víceméně denaturovaných bílkovin. V tomto případě došlo k denaturaci účinkem tepla, proteiny v bílku se „srazily“ do bílé tuhé hmoty

Pokud je proces denaturace vratný (reverzibilní), může dojít k tzv. renaturaci.[1]

Denaturace bílkovin
Křivka závislosti enzymatické aktivity na teplotě. Enzymy jsou převážně bílkovinné povahy a proto citlivě reagují na zvýšenou teplotu, teplota sice do jistého bodu urychluje průběh reakcí, ale za teplotním optimem nastává prudký pokles způsobený denaturací

Při denaturaci proteinů dochází k rozpadu jejich nativní prostorové struktury a vzniká neuspořádané polypeptidové klubko. Denaturaci bílkovin může vyvolat např. vysoká teplota - tzv. střední teplota tání (TM) proteinů se obvykle pohybuje pod 100 °C, výjimkou jsou bílkoviny některých termofilních či hypertermofilních organismů. Denaturační účinek má na bílkoviny dále i vysoké či nízké pH (změnou náboje proteinu), přítomnost detergentů (interakcí s nepolárními zbytky) nebo některých dalších chemikálií, jako jsou některé alifatické alkoholy. Konečně mohou denaturaci způsobit i koncentrované roztoky některých solí, tento sklon mají tzv. chaotropní ionty – jodidy, chloristany, thiokyanatany ale i některé kationty kovů alkalických zemin atp.[2]

Denaturace nukleových kyselin
Vzestup absorbance jako měřítko denaturačního procesu nukleových kyselin (viz text)

Také dvouvláknové nukleové kyseliny, jako je typicky DNA, ale celá řada dvouvláknových RNA, mohou podléhat za určitých podmínek denaturaci. Při tom dochází k oddělení obou vláken od sebe a tedy ztrátě jejich typické nativní dvoušroubovicové struktury – vznikají jednovláknová náhodná klubka. Denaturaci DNA obvykle vyvoláváme zvýšením teploty.

Denaturace DNA se dá experimentálně pozorovat jako tzv. hyperchromní efekt, tedy vzrůst UV absorpce roztoku DNA v širokém poli vlnových délek.[2] Právě pomocí této vlastnosti je velmi snadné vynášet denaturační křivky různých vzorků DNA a navzájem je z různých hledisek porovnávat. Stabilita DNA totiž závisí na celé řadě faktorů, jako je např. povaha rozpouštědla, iontová síla roztoku či obsah GC párů v DNA.[2]

Reference
  1. Oxford dictionary of biochemistry and molecular biology; revised edition. Příprava vydání R. Cammack et al. New York: Oxford university press, 2006. ISBN 0-19-852917-1.
  2. VOET, Donald; VOET, Judith. Biochemie. 1.. vyd. Praha: Victoria Publishing, 1995. ISBN 80-85605-44-9.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.