denaturation

ใน denaturation สารชีวโมเลกุลเช่นโปรตีนและกรดนิวคลีอิกสูญเสียกิจกรรมทางชีวภาพเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง อย่างไรก็ตามโครงสร้างหลักของชีวโมเลกุลยังคงอยู่ มีทั้งกระบวนการที่จำเป็นและเป็นอันตรายในร่างกาย

Denaturation คืออะไร?

การแปรสภาพหมายถึงการทำลายโครงสร้างทุติยภูมิตติยภูมิและควอเทอร์นารีของโปรตีนและกรดนิวคลีอิกโดยอิทธิพลทางกายภาพและทางเคมี อิทธิพลทางกายภาพแสดงถึงความร้อนความดันหรือการแผ่รังสีพลังงานสูงในทางเคมีการสูญเสียสภาพเกิดจากกรดด่าง chaotropes ผงซักฟอกแอลกอฮอล์หรือสารประกอบอื่น ๆ

แม้จะมีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างเหล่านี้ แต่โครงสร้างหลักจะยังคงอยู่ โครงสร้างหลักมีลักษณะตามลำดับของกรดอะมิโนในโปรตีนหรือฐานไนโตรเจนในกรดนิวคลีอิก โครงสร้างทุติยภูมิอธิบายการพับของสารชีวโมเลกุลโดยอาศัยอิทธิพลของพันธะไฮโดรเจนปฏิกิริยาเชิงขั้วพันธะไอออนิกและปฏิสัมพันธ์ที่ไม่ชอบน้ำ นอกเหนือจากการสร้างสะพานไดซัลไฟด์ระหว่างกรดอะมิโนที่ประกอบด้วยกำมะถันหลายชนิดพันธะโควาเลนต์อื่น ๆ จะไม่เปลี่ยนแปลง

ในโครงสร้างตติยภูมิโครงสร้างเชิงพื้นที่ก่อตัวภายในห่วงโซ่ชีวโมเลกุลผ่านรอยพับ โครงสร้างควอเทอร์นารีมีลักษณะการสร้างโครงสร้างเชิงพื้นที่ด้วยโซ่หลายเส้น โปรตีนและกรดนิวคลีอิกพัฒนากิจกรรมทางชีวภาพผ่านการก่อตัวของโครงสร้างทุติยภูมิตติยภูมิและควอเทอร์นารีเท่านั้น

ในกรณีที่เกิดการสูญเสียสภาพโครงสร้างเหล่านี้จะถูกทำลายโดยการสลายตัวของพันธะทางกายภาพระหว่างแต่ละกลุ่มอะตอมและพันธะเคมีภายในกลุ่มไดซัลไฟด์ แม้ว่าโครงสร้างหลักจะยังคงอยู่ แต่กิจกรรมทางชีวภาพจะหายไป

การแปรสภาพเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องทั้งภายนอกและภายในร่างกาย ตัวอย่างทั่วไปของการเปลี่ยนสภาพคือการทำให้ไข่แข็งตัวระหว่างการปรุงอาหาร การแปรสภาพโดยปกติจะไม่สามารถย้อนกลับได้ แต่ยังสามารถย้อนกลับได้

ฟังก์ชันและงาน

การแปรสภาพเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในสิ่งมีชีวิตของสัตว์และมนุษย์ ก่อนอื่นต้องเตรียมโปรตีนอาหารสำหรับการแยกทางเคมีออกเป็นกรดอะมิโนแต่ละตัว สิ่งนี้เป็นไปไม่ได้หากไม่มีการสัมผัสกับโครงสร้างทุติยภูมิระดับตติยภูมิหรือควอเทอร์นารี เปปไทเดสจะทำงานได้ก็ต่อเมื่อคลายห่วงโซ่โปรตีน

ในกระเพาะอาหารโปรตีนในอาหารจะถูกทำลายโดยอิทธิพลของกรดในกระเพาะอาหาร หลังจากผ่านกระเพาะอาหารแล้วไคม์ที่เตรียมไว้จะถูกย่อยสลายทางเคมีโดยเอนไซม์ย่อยอาหารของตับอ่อน คาร์โบไฮเดรตไขมันและโปรตีนจะถูกแบ่งออกเป็นโมโนเมอร์ที่เกี่ยวข้อง ภายใต้อิทธิพลของเปปไทเดสโปรตีนจากอาหารที่ถูกแปรสภาพจะผลิตกรดอะมิโนแต่ละตัวซึ่งจะถูกเปลี่ยนเป็นโปรตีนของร่างกาย

ตัวแทนสำหรับการเสียสภาพในกระเพาะอาหารคือกรดในกระเพาะอาหารซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยกรดไฮโดรคลอริก อย่างไรก็ตามกรดในกระเพาะอาหารไม่ได้สลายโปรตีนจากอาหารเท่านั้น นอกจากนี้ยังทำลายเชื้อโรคหลายชนิดที่กินเข้าไปในอาหารผ่านการทำให้เสียสภาพ

การแปรสภาพของโปรตีนและกรดนิวคลีอิกยังมีส่วนสำคัญในระบบภูมิคุ้มกัน อนุภาคโปรตีนแปลกปลอม (เชื้อโรค) และเซลล์ของร่างกายที่เป็นโรคหรือตายแล้วจะถูกดูดซึมและละลายโดยสิ่งที่เรียกว่ามาโครฟาจ พวกมันถูกย่อยในไลโซโซมที่เรียกว่าไลโซโซมเป็นออร์แกเนลล์ของเซลล์ที่สลายสิ่งแปลกปลอมและสารในร่างกายด้วยความช่วยเหลือของเอนไซม์ มาโครฟาจมีไลโซโซมจำนวนมากโดยเฉพาะ ด้านในของไลโซโซมมี pH ต่ำ (สภาพแวดล้อมที่เป็นกรด) ที่นั่นส่วนประกอบของโปรตีนและกรดนิวคลีอิกจะถูกทำให้ย่อยสลายก่อนแล้วจึงย่อยสลายโดยเอนไซม์ย่อยอาหาร

นอกจากนี้อุณหภูมิที่สูงขึ้นมักเกิดขึ้นระหว่างการติดเชื้อ ในกรณีที่มีไข้เชื้อโรคที่บอบบางจะถูกฆ่าโดยการสูญเสียสภาพเนื่องจากผลของความร้อน

ไลโซโซมไม่เพียง แต่มีอยู่ในแมคโครฟาจเท่านั้น แต่ยังอยู่ในเซลล์อื่น ๆ ของร่างกายด้วยเพราะในทุกเซลล์ของเสียที่ใช้ไม่ได้และส่วนประกอบของโปรตีนจะต้องถูกย่อย กระบวนการเปลี่ยนสภาพที่อธิบายไว้จนถึงตอนนี้มีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิต

คุณสามารถหายาของคุณได้ที่นี่

ความเจ็บป่วยและความเจ็บป่วย

อย่างไรก็ตามยังมีกระบวนการทางพยาธิวิทยาที่เกี่ยวข้องกับการสูญเสียสภาพที่เกิดขึ้นภายในร่างกาย ในกรณีของการติดเชื้อไข้ไม่เพียง แต่ฆ่าเชื้อโรคเท่านั้นเนื่องจากอุณหภูมิที่สูงในระยะยาวสามารถทำลายโปรตีนในร่างกายได้เช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับเอนไซม์ที่มีความอ่อนไหวมาก หากอุณหภูมิของร่างกายสูงเกิน 40 องศาเป็นเวลานานเอนไซม์จำนวนมากจะไม่ได้ผล ดังนั้นการมีไข้สูงมากอาจเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตได้ อย่างไรก็ตามหากอุณหภูมิสูงลดลงอีกครั้งภายในหกชั่วโมงความเสียหายยังคงย้อนกลับได้

การแปรสภาพของโปรตีนยังเกิดจากอิทธิพลของโลหะหนัก โลหะหนักสามารถสร้างสารประกอบเชิงซ้อนกับโปรตีน สิ่งนี้เปลี่ยนโครงสร้างระดับตติยภูมิและควอเทอร์นารี ที่นี่เช่นกันเอนไซม์ได้รับผลกระทบเป็นพิเศษ ดังนั้นการสะสมของโลหะหนักในสิ่งมีชีวิตจึงนำไปสู่โรคเรื้อรังที่รุนแรงและบางครั้งอาจถึงแก่ชีวิตได้

ในกรณีของการเผาไหม้ทางเคมีด้วยกรดหรือด่างก็เป็นคำถามเกี่ยวกับการเปลี่ยนสภาพของโปรตีนในร่างกายในผิวหนัง การตายของเนื้อเยื่อที่ได้รับผลกระทบทำให้เกิดกระบวนการอักเสบที่นำไปสู่อาการคันและปฏิกิริยาทางผิวหนังอย่างรุนแรง นอกจากนี้การไหม้ยังนำไปสู่การเสื่อมสภาพของโปรตีนในร่างกายในผิวหนังและเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน

การตกเลือดมากมักได้รับการรักษาด้วยกระแสความถี่สูงในทางการแพทย์ อุณหภูมิของเนื้อเยื่อจะร้อนขึ้นเป็นเวลาสั้น ๆ ถึง 80 องศา เป็นผลให้โปรตีนในเนื้อเยื่อและเส้นใยของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันแข็งตัว จึงสามารถปิดแผลได้อย่างมีประสิทธิภาพ

โรคหลายชนิดในวัยชรายังเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างทุติยภูมิและตติยภูมิของโปรตีน แม้ว่าในกรณีเหล่านี้จะไม่มีการสูญเสียสภาพสมบูรณ์ แต่รอยพับและโล่เกิดขึ้นเหนือสิ่งอื่นใด ตัวอย่างที่รู้จักกันดีคือโล่ผู้สูงอายุในผู้ป่วยอัลไซเมอร์ โล่ในวัยชราเป็นแหล่งสะสมโปรตีนในสมองที่เกิดจากรอยพับในโครงสร้างตติยภูมิ อย่างไรก็ตามยังไม่ทราบสาเหตุของกระบวนการนี้ เหนือสิ่งอื่นใดกล่าวถึงอิทธิพลของอะลูมิเนียมต่อการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของโปรตีนน้ำค้าง