در دناتوراسیون ، مولکولهای زیستی مانند پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک فعالیت بیولوژیکی خود را به دلیل تغییرات ساختاری از دست می دهند. با این حال ، ساختار اولیه مولکول های زیستی دست نخورده باقی مانده است. در بدن ، هر دو فرآیند دناتوراسیون لازم و مضر وجود دارد.
دناتوراسیون چیست؟
در معده، دناتوراسیون غذا پروتئین ها به دلیل تأثیر اتفاق می افتد اسید معده. دناتوراسیون به تخریب ساختار ثانویه ، سوم و چهارم مربوط می شود پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک توسط تأثیرات فیزیکی و شیمیایی. تأثیرات فیزیکی نشان دهنده گرما ، فشار یا تابش پرانرژی است. از نظر شیمیایی ، دناتوراسیون توسط ایجاد می شود اسیدها، مواد قلیایی ، هرج و مرج ، مواد شوینده ، الکل یا سایر ترکیبات با وجود این تغییرات ساختاری ، ساختار اولیه دست نخورده باقی مانده است. ساختار اولیه با توالی مشخص می شود اسیدهای آمینه در پروتئین ها (آلبومین) یا نیتروژن پایگاه in اسیدهای نوکلئیک. ساختار ثانویه چین خوردگی مولکول های زیستی را از طریق تأثیر بر توصیف می کند هیدروژن پیوندها ، قطبی فعل و انفعالات، پیوندهای یونی و فعل و انفعالات آبگریز. به جز تشکیل پیوندهای دی سولفید بین مختلف گوگرد-انتقال اسیدهای آمینه، سایر پیوندهای کووالانسی تغییر نمی کنند. در ساختار سوم ، ساختارهای فضایی به دلیل چین خوردگی در یک زنجیره زیست مولکولی تشکیل می شوند. ساختار کواترنر با تشکیل ساختار فضایی با چندین زنجیره مشخص می شود. در این فرآیند ، پروتئین ها و نوکلئیک ها اسیدها فعالیت بیولوژیکی خود را فقط از طریق تشکیل ساختارهای ثانویه ، سوم و چهارم ایجاد کنند. دناتوراسیون با شکستن پیوندهای فیزیکی بین گروه های اتمی منفرد و پیوندهای شیمیایی در گروه های دی سولفید ، این ساختارها را از بین می برد. اگرچه ساختار اولیه حفظ می شود ، فعالیت بیولوژیکی از بین می رود. دناتوراسیون به طور مداوم هم در خارج و هم در داخل بدن اتفاق می افتد. یک نمونه معمول از دناتوراسیون ، سختی تخم مرغ در طی آن است پخت و پز. در بیشتر موارد ، دناتوراسیون قابل برگشت نیست. با این حال ، آنها همچنین می توانند برگشت پذیر باشند.
کارکرد و وظیفه
دناتوراسیون به طور مداوم در ارگانیسم های حیوانی و انسانی رخ می دهد. به عنوان مثال ، پروتئین های غذایی ابتدا باید برای تجزیه مواد شیمیایی به فرد آماده شوند اسیدهای آمینه. این امر بدون هضم ساختارهای ثانویه ، سوم یا چهارم امکان پذیر نیست. پپتیدازها تنها زمانی می توانند فعال شوند که زنجیره پروتئین باز شود. در معده، تأثیر از اسید معده باعث دناتوراسیون پروتئین های غذایی می شود. پس از عبور از درگاه معده ، تفاله غذای فرآوری شده بیشتر توسط دستگاه گوارش تجزیه می شود آنزیم ها لوزالمعده کربوهیدرات ها، چربی ها و پروتئین ها به مونومرهای مربوطه تقسیم می شوند. تحت تأثیر پپتیدازها ، آمینو فرد است اسیدها از پروتئین های غذایی دناتوره شده تشکیل می شوند که در بدن به پروتئین های درون زا تبدیل می شوند. عامل دناتوراسیون در معده is اسید معده، که عمدتا از تشکیل شده است اسید هیدروکلریک. با این حال ، اسید معده فقط پروتئین های غذایی را تجزیه نمی کند. همچنین بسیاری از مواد غذایی منتقل شده را از بین می برد پاتوژن ها با دناتوره کردن آنها دناتوراسیون پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک نیز در دفاع ایمنی نقش مهمی دارد. بنابراین ، ذرات پروتئین خارجی (بیماری میکروب ها) و سلولهای بدن بیمار یا مرده توسط ماکروفاژها گرفته و حل می شوند. هضم آنها در اصطلاح لیزوزوم صورت می گیرد. لیزوزوم ها اندامک های سلول هستند که با کمک مواد خارجی و درون زا تجزیه می شوند آنزیم ها. ماکروفاژها به ویژه تعداد زیادی لیزوزوم دارند. در داخل لیزوزوم ها ، مقدار PH کم (محیط اسیدی) وجود دارد. در آنجا ، اجزای پروتئین و اسید نوکلئیک ابتدا دناتوره شده و سپس توسط دستگاه گوارش هضم می شوند آنزیم ها. علاوه بر این ، دمای بالا اغلب در هنگام عفونت رخ می دهد. در شرایطی که تب، حتی بیماری حساس میکروب ها به دلیل اثر گرما توسط دناتوراسیون کشته می شوند. لیزوزوم ها نه تنها در ماکروفاژها ، بلکه در سایر سلولهای بدن نیز وجود دارند ، زیرا مواد زاید غیر قابل استفاده و اجزای پروتئین باید در هر سلول هضم شوند. فرآیندهای دناتوراسیون تاکنون توصیف شده برای ارگانیسم حیاتی است.
بیماری ها و بیماری ها
با این حال ، در رابطه با دناتوراسیون هایی که در بدن رخ می دهد ، فرآیندهای آسیب شناختی نیز وجود دارد. به عنوان مثال ، در مورد عفونت ها ، تب نمی کشد میکروب ها به تنهایی ، زیرا درجه حرارت طولانی مدت همچنین می تواند پروتئین های بدن را از بین ببرد. این به ویژه آنزیم های بسیار حساس را تحت تأثیر قرار می دهد. اگر دمای بدن برای مدت طولانی بیش از 40 درجه باشد ، بسیاری از آنزیم ها بی اثر می شوند. بنابراین ، بسیار بالا است تب اثر بالقوه مهلکی بر ارگانیسم دارد. با این حال ، اگر در عرض شش ساعت دوباره درجه حرارت بالا کاهش یابد ، آسیب هنوز قابل برگشت است. دناتوراسیون پروتئین ها نیز به دلیل اثرات فلزات سنگین ایجاد می شوند. فلزات سنگین می تواند با پروتئین ها مجتمع ایجاد کند. این ساختارهای سوم و چهارم آنها را تغییر می دهد. باز هم ، آنزیم ها به ویژه تحت تأثیر قرار می گیرند. به همین دلیل است که تجمع فلزات سنگین در ارگانیسم وجود دارد رهبری به بیماریهای مزمن شدید و گاهی کشنده. اسید یا قلیایی سوختگی همچنین شامل دناتوراسیون پروتئین های درون زا در پوست. مرگ بافت آسیب دیده فرایندهای التهابی را آغاز می کند رهبری به خارش و شدید پوست واکنش ها علاوه بر این، سوختگی رهبری به دناتوراسیون پروتئین های درون زا از پوست و بافت همبند. در پزشکی ، خونریزی شدید اغلب با جریان با فرکانس بالا درمان می شود. در این فرآیند ، دمای بافت برای مدت کوتاهی تا 80 درجه گرم می شود. در نتیجه ، پروتئین های بافتی و بافت همبند الیاف منعقد می شوند. این اجازه می دهد تا زخم به طور موثر بسته شود. بسیاری از بیماری های وابسته به سن نیز با تغییر در ساختار ثانویه و سوم پروتئین ها همراه هستند. گرچه دناتوراسیون کامل در این موارد اتفاق نمی افتد ، اما منجر به جمع شدن مجدد و تشکیل پلاک می شود. یک نمونه مشهور پلاک های پیر در است آلزایمر بیماران. پلاک های پیری رسوبات پروتئینی در داخل هستند مغز که در نتیجه جمع شدن در ساختار سوم شکل می گیرد. با این حال ، علل این روند هنوز مشخص نیست. از جمله ، تأثیر از آلومینیوم در مورد تغییرات ساختاری پروتئین تاو بحث شده است.
