denaturering

I denaturering Biomolekyler som proteiner och nukleinsyror förlorar sin biologiska aktivitet på grund av strukturella förändringar. Emellertid bibehålls biomolekylernas primära struktur. Det finns både nödvändiga och skadliga processer för denaturering i kroppen.

Vad är denaturering?

Denaturering avser förstörelse av den sekundära, tertiära och kvartära strukturen hos proteiner och nukleinsyror genom fysiska och kemiska påverkningar. Fysikaliska påverkningar representerar värme, tryck eller högenergistrålning.Kemiskt orsakas denaturering av syror, alkalier, kaotroper, tvättmedel, alkohol eller andra föreningar.

Trots dessa strukturella förändringar bibehålls dock den primära strukturen. Den primära strukturen kännetecknas av sekvensen av aminosyrorna i proteinerna eller kvävebaserna i nukleinsyrorna. Den sekundära strukturen beskriver vikningen av biomolekyler genom påverkan av vätebindningar, polära interaktioner, joniska bindningar och hydrofoba interaktioner. Förutom bildningen av disulfidbroar mellan olika svavelinnehållande aminosyror, ändras inte de andra kovalenta bindningarna.

I den tertiära strukturen bildas rumsliga strukturer i en biomolekylkedja genom vikarna. Den kvartära strukturen kännetecknas av den rumsliga strukturen med flera kedjor. Proteinerna och nukleinsyrorna utvecklar sin biologiska aktivitet endast genom bildandet av den sekundära, tertiära och kvartära strukturen.

I händelse av denaturering förstörs dessa strukturer genom upplösning av de fysiska bindningarna mellan de enskilda atomgrupperna och den kemiska bindningen inom disulfidgrupperna. Även om den primära strukturen bibehålls förloras den biologiska aktiviteten.

Denatureringar sker ständigt både utanför och inuti kroppen. Ett typiskt exempel på denaturering är härdningen av ägget under tillagningen. De flesta denatureringar är irreversibla. Men de kan också vara vändbara.

Funktion & uppgift

Denaturering är en konstant förekomst i djur och mänskliga organismer. Matproteinerna måste först förberedas för kemisk uppdelning i de enskilda aminosyrorna. Detta är inte möjligt utan exponering av sekundära, tertiära eller kvartära strukturer. Peptidaserna kan bara bli aktiva när proteinkedjan är utbredd.

I magen denatureras matproteiner på grund av påverkan av magsyra. Efter att ha passerat genom gastrisk porter bryts det beredda chymet ytterligare kemiskt ned av matsmältningsenzymerna i bukspottkörteln. Kolhydrater, fetter och proteiner bryts ned i motsvarande monomerer. Under påverkan av peptidaser omvandlas de denaturerade livsmedelsproteiner till individuella aminosyror, som omvandlas till kroppens egna proteiner.

Medlet för denaturering i magen är magsyra, som till stor del består av saltsyra. Magesyra bryter dock inte bara ner matproteiner. Det förstör också många av de patogener som intas med mat genom denaturering.

Denatureringen av proteiner och nukleinsyror spelar också en viktig roll i immunsystemet. Främmande proteinpartiklar (bakterier) och sjuka eller döda kroppsceller absorberas och upplöses av så kallade makrofager. De digereras i de så kallade lysosomerna.Lysosomer är cellorganeller som bryter ner främmande ämnen och kroppens egna ämnen med hjälp av enzymer. Makrofager innehåller ett särskilt stort antal lysosomer. Insidan av lysosomerna har ett lågt pH (sur miljö). Där denatureras först protein- och nukleinsyrakomponenterna och bryts sedan ned av matsmältningsenzymer.

Dessutom förekommer ofta förhöjda temperaturer under en infektion. Vid feber dödas känsliga bakterier också av denaturering på grund av värmeeffekten.

Lysosomer finns inte bara i makrofager utan också i alla andra celler i kroppen, eftersom i alla celler måste outnyttjande avfallsprodukter och proteinkomponenter smältas. Denatureringsprocesser som hittills beskrivits är avgörande för organismen.

Du hittar din medicin här

Sjukdomar och sjukdomar

Men det finns också patologiska processer i samband med denatureringar som äger rum i kroppen. Vid infektioner dödar feber inte bara bakterier, eftersom långvariga höga temperaturer också kan förstöra kroppens egna proteiner. Detta gäller särskilt de mycket känsliga enzymerna. Om kroppstemperaturen överstiger 40 grader under lång tid blir många enzymer ineffektiva. Därför är en mycket hög feber potentiellt dödlig för organismen. Men om den höga temperaturen sjunker igen inom sex timmar är skadan fortfarande reversibel.

Denaturering av proteiner orsakas också av påverkan av tungmetaller. Tungmetaller kan bilda komplex med proteiner. Detta förändrar deras tertiära och kvartära strukturer. Även här påverkas enzymerna särskilt. Därför leder tungmetallansamlingar i organismen till allvarliga kroniska och ibland dödliga sjukdomar.

När det gäller kemiska brännskador med syror eller alkalier är det också en fråga om denaturering av kroppens egna proteiner i huden. Den drabbade vävnadens död initierar inflammatoriska processer som leder till klåda och allvarliga hudreaktioner. Dessutom leder brännskador till denaturering av kroppens egna proteiner i huden och bindväv.

Kraftiga blödningar behandlas ofta med hög frekvensström inom medicinen. Vävnadstemperaturen värms upp till 80 grader. Som ett resultat koagulerar vävnadsprotein och bindvävsfibrer. Så såret kan stängas effektivt.

Många sjukdomar i ålderdom är också förknippade med förändringar i den sekundära och tertiära strukturen hos proteiner. Även om det inte finns någon fullständig denaturering i dessa fall förekommer bland annat veck och plack. Ett välkänt exempel är senila plack hos Alzheimers patienter. De senila placken är proteinavlagringar i hjärnan som bildas av veck i den tertiära strukturen. Orsakerna till denna process är emellertid ännu inte kända. Bland annat diskuteras påverkan av aluminium på de strukturella förändringarna av daggproteinet.