Desnaturalización (bioquímica)

Proceso de alteración parcial o total de las estructuras nativas secundarias y / o terciarias y / o cuaternarias de proteínas o ácidos nucleicos que resulta en una pérdida de bioactividad .

Nota 2 : La desnaturalización puede ocurrir cuando las proteínas y los ácidos nucleicos se someten a temperaturas elevadas o pH extremos, oa concentraciones no fisiológicas de sal, disolventes orgánicos, urea u otros agentes químicos.

La desnaturalización es un proceso en el que las proteínas o ácidos nucleicos pierden la estructura cuaternaria , la estructura terciaria y la estructura secundaria que está presente en su estado nativo , mediante la aplicación de algún estrés externo o compuesto como un ácido o base fuerte , una sal inorgánica concentrada , un disolvente orgánico (por ejemplo, alcohol o cloroformo ), agitación y radiación o calor . [3]Si las proteínas de una célula viva se desnaturalizan, esto da como resultado la interrupción de la actividad celular y posiblemente la muerte celular. La desnaturalización de proteínas también es una consecuencia de la muerte celular. [4] [5] Las proteínas desnaturalizadas pueden exhibir una amplia gama de características, desde el cambio conformacional y la pérdida de solubilidad hasta la agregación debido a la exposición de grupos hidrófobos . Las proteínas desnaturalizadas pierden su estructura tridimensional y, por lo tanto, no pueden funcionar.

El plegamiento de proteínas es clave para determinar si una proteína globular o de membrana puede hacer su trabajo correctamente; debe doblarse en la forma correcta para que funcione. Sin embargo, los enlaces de hidrógeno , que juegan un papel importante en el plegamiento, son bastante débiles y, por lo tanto, se ven afectados fácilmente por el calor, la acidez, las concentraciones variables de sal y otros factores estresantes que pueden desnaturalizar la proteína. Ésta es una de las razones por las que la homeostasis es fisiológicamente necesaria en muchas formas de vida .

Este concepto no está relacionado con el alcohol desnaturalizado , que es alcohol que se ha mezclado con aditivos para hacerlo inadecuado para el consumo humano.

Cuando se cocina la comida, algunas de sus proteínas se desnaturalizan. Es por eso que los huevos duros se endurecen y la carne cocida se vuelve firme.

Los efectos de la temperatura sobre la actividad enzimática . Arriba: el aumento de temperatura aumenta la velocidad de reacción ( coeficiente Q10 ). Medio: la fracción de enzima plegada y funcional disminuye por encima de su temperatura de desnaturalización. Abajo: en consecuencia, la velocidad óptima de reacción de una enzima se encuentra a una temperatura intermedia.
(Arriba) La proteína albúmina en la clara de huevo sufre desnaturalización y pérdida de solubilidad cuando se cocina el huevo. (Abajo) Los clips proporcionan una analogía visual para ayudar con la conceptualización del proceso de desnaturalización.
Las proteínas funcionales tienen cuatro niveles de organización estructural:
1) Estructura primaria: la estructura lineal de los aminoácidos en la cadena polipeptídica
2) Estructura secundaria: enlaces de hidrógeno entre cadenas de grupos peptídicos en una hélice alfa o hoja beta
3) Estructura terciaria: tridimensional estructura de hélices alfa y hélices beta plegadas
4) Estructura cuaternaria: estructura tridimensional de múltiples polipéptidos y cómo encajan entre sí
Proceso de desnaturalización:
1) Proteína funcional que muestra una estructura cuaternaria
2) Cuando se aplica calor altera los enlaces intramoleculares de la proteína
3) Despliegue de los polipéptidos (aminoácidos)
La desnaturalización del ADN ocurre cuando se alteran los enlaces de hidrógeno entre los pares de bases de Watson y Crick.
La formamida desnaturaliza el ADN al romper los enlaces de hidrógeno entre los pares de bases de Watson y Crick. Las líneas naranja, azul, verde y violeta representan adenina, timina, guanina y citosina, respectivamente. Las tres líneas negras cortas entre las bases y las moléculas de formamida representan enlaces de hidrógeno recién formados.