Desnaturalización (bioquímica)

Proceso de alteración parcial o total de las estructuras nativas secundarias, terciarias y/o cuaternarias de proteínas o ácidos nucleicos que da como resultado una pérdida de bioactividad .

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

La desnaturalización es un proceso en el que las proteínas o los ácidos nucleicos pierden la estructura cuaternaria , la estructura terciaria y la estructura secundaria que están presentes en su estado nativo , mediante la aplicación de algún estrés externo o compuesto como un ácido o base fuerte, una sal inorgánica concentrada , un solvente orgánico (por ejemplo, alcohol o cloroformo ), agitación y radiación o calor . [3]Si las proteínas en 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 cambios conformacionales y pérdida de solubilidad hasta agregación debido a la exposición de grupos hidrofóbicos . La pérdida de solubilidad como resultado de la desnaturalización se denomina coagulación . [6] Las proteínas desnaturalizadas pierden su estructura 3D y por lo tanto no pueden funcionar.

El plegamiento de proteínas es clave para saber 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. Esta es una de las razones por las que la homeostasis es fisiológicamente necesaria en muchas formas de vida .

Este concepto no tiene relación con el alcohol desnaturalizado , que es el alcohol que se ha mezclado con aditivos para que no sea apto para el consumo humano.

Cuando se cocinan los alimentos, algunas de sus proteínas se desnaturalizan. Por eso los huevos cocidos se endurecen y la carne cocida se endurece.

Efectos de la temperatura sobre la actividad enzimática . El aumento de la 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 es a una temperatura intermedia.
(Arriba) La proteína albúmina en la clara de huevo se desnaturaliza y pierde 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 lámina 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 se alteran los enlaces intramoleculares de la proteína
3) Desplegamiento 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 interrumpir 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.