Денатури

В Денатури Биомолекулите като протеини и нуклеинови киселини губят биологичната си активност поради структурни промени. Въпреки това, основната структура на биомолекулите се запазва. В организма има както необходими, така и вредни процеси на денатурация.

Какво е денатурация?

Денатурацията се отнася до разрушаването на вторичната, третичната и четвъртичната структура на протеини и нуклеинови киселини чрез физични и химични влияния. Физическите влияния представляват топлина, налягане или високоенергийно излъчване.Химически денатурацията се причинява от киселини, основи, хаотропи, детергенти, алкохол или други съединения.

$config[ads_text1] not found

Въпреки тези структурни промени обаче основната структура се запазва. Първичната структура се характеризира с последователността на аминокиселините в протеините или азотните основи в нуклеиновите киселини. Вторичната структура описва сгъването на биомолекулите чрез влиянието на водородни връзки, полярни взаимодействия, йонни връзки и хидрофобни взаимодействия. Освен образуването на дисулфидни мостове между различни аминокиселини, съдържащи сяра, другите ковалентни връзки не се променят.

В третичната структура пространствените структури се образуват в биомолекулярната верига през гънките. Кватернерната структура се характеризира с образуването на пространствена структура с няколко вериги. Протеините и нуклеиновите киселини развиват своята биологична активност само чрез формирането на вторичната, третичната и четвъртичната структура.

В случай на денатурация, тези структури се разрушават при разтварянето на физическите връзки между отделните атомни групи и химическата връзка в дисулфидните групи. Въпреки че основната структура се запазва, биологичната активност се губи.

Денатурациите постоянно се извършват както отвън, така и вътре в тялото. Типичен пример за денатурация е втвърдяването на яйцето по време на готвене. Повечето денатурации са необратими. Но те също могат да бъдат обратими.

Функция и задача

Денатурацията се провежда постоянно в животински и човешки организми. Първо хранителните протеини трябва да бъдат подготвени за химическо разделяне на отделните аминокиселини. Това не е възможно без излагане на вторичните, третичните или четвъртичните структури. Пептидазите могат да станат активни само когато протеиновата верига е разгъната.

В стомаха влиянието на стомашната киселина води до денатурация на хранителните протеини. След преминаване през вратаря, подготвеният химус се разгражда по химически начин от храносмилателните ензими на панкреаса. Въглехидратите, мазнините и протеините се разграждат на съответните мономери. Под въздействието на пептидазите денатурираните хранителни протеини произвеждат отделните аминокиселини, които се превръщат в собствени протеини на организма.

Агентът за денатурация в стомаха е стомашната киселина, която до голяма степен се състои от солна киселина. Стомашната киселина обаче не разгражда само хранителните протеини. Той също така унищожава много от патогените, погълнати с храната чрез денатурация.

Денатурацията на протеини и нуклеинови киселини също играе важна роля в имунната защита. Чужди протеинови частици (микроби) и болни или мъртви клетки на тялото се абсорбират и разтварят от така наречените макрофаги. Храносмилането им се извършва в така наречените лизозоми.Лизозомите са клетъчни органели, които разграждат чужди вещества и собствени вещества на организма с помощта на ензими. Макрофагите съдържат особено голям брой лизозоми. Вътре в лизозомите има ниска стойност на рН (кисела среда). Там компонентите на протеина и нуклеиновата киселина първо се денатурират и след това се разграждат от храносмилателните ензими.

Освен това по време на инфекция често се появяват повишени температури. В случай на треска чувствителните микроби също се убиват чрез денатурация поради ефекта на топлината.

Лизозомите се съдържат не само в макрофагите, но и във всички останали клетки на тялото, защото във всяка клетка трябва да се усвояват неизползваеми отпадни продукти и протеинови компоненти. Описаните досега процеси на денатурация са жизненоважни за организма.

Можете да намерите лекарствата си тук

Болести и неразположения

Съществуват обаче и патологични процеси във връзка с денатурации, които протичат в тялото. В случай на инфекции треската не убива само микробите, защото дългосрочните високи температури могат да унищожат и собствените протеини на организма. Това се отнася особено за много чувствителните ензими. Ако температурата на тялото надвишава 40 градуса за дълго време, много ензими стават неефективни. Следователно много висока температура е потенциално фатална за организма. Ако обаче високата температура спадне отново в рамките на шест часа, щетите все още са обратими.

Денатурацията на протеините се причинява и от влиянието на тежките метали. Тежките метали могат да образуват комплекси с протеини. Това променя техните третични и кватернерни структури. И тук ензимите са особено засегнати. Следователно, натрупването на тежки метали в организма води до тежки хронични, а понякога и фатални заболявания.

В случай на химически изгаряния с киселини или основи, става въпрос и за денатурацията на собствените протеини на тялото в кожата. Смъртта на засегнатата тъкан инициира възпалителни процеси, които водят до сърбеж и тежки кожни реакции. В допълнение, изгарянията водят до денатурация на собствените протеини на тялото в кожата и съединителната тъкан.

Тежкото кървене често се лекува с високочестотно електричество в медицината. Температурата на тъканите се загрява за кратко до 80 градуса. В резултат на това тъканните протеини и съединителнотъканните влакна се коагулират. Така раната може да бъде затворена ефективно.

Много заболявания в напреднала възраст също са свързани с промени във вторичната и третичната структура на протеините. Въпреки че в тези случаи няма пълна денатурация, наред с други неща се появяват гънки и плаки. Добре известен пример са сенилните плаки при пациенти с Алцхаймер. Сенилните плаки представляват протеинови отлагания в мозъка, които се образуват от гънки в третичната структура. Причините за този процес обаче все още не са известни. Обсъжда се и влиянието на алуминия върху структурните промени на росата протеин.