Denaturasi adalah

Denaturasi adalah perubahan bentuk protein melalui beberapa bentuk tekanan eksternal (misalnya, dengan menggunakan panas, asam atau alkali), sedemikian rupa sehingga tidak lagi dapat menjalankan fungsi selulernya. Protein terdenaturasi dapat menunjukkan berbagai karakteristik, dari hilangnya kelarutan hingga agregasi komunal.

Denaturasi adalah proses di mana protein atau asam nukleat kehilangan struktur kuaterner, struktur tersier, dan struktur sekunder yang ada dalam keadaan asalnya, dengan penerapan beberapa tekanan atau senyawa eksternal seperti asam atau basa kuat, garam anorganik pekat, pelarut organik (misalnya, alkohol atau kloroform), radiasi atau panas.

Jika protein dalam sel hidup didenaturasi, ini mengakibatkan gangguan aktivitas sel dan kemungkinan kematian sel. Denaturasi protein juga merupakan konsekuensi dari kematian sel. Protein yang didenaturasi dapat menunjukkan berbagai karakteristik, mulai dari perubahan konformasi dan hilangnya kelarutan hingga agregasi akibat pemaparan kelompok hidrofobik. Protein yang didenaturasi kehilangan struktur 3Dnya dan karenanya tidak dapat berfungsi.

Pelipatan protein adalah kunci apakah protein globular atau membran dapat melakukan tugasnya dengan benar; itu harus dilipat ke dalam bentuk yang tepat agar berfungsi. Namun, ikatan hidrogen, yang berperan besar dalam pelipatan, agak lemah dan dengan demikian mudah dipengaruhi oleh panas, keasaman, berbagai konsentrasi garam, dan stresor lain yang dapat mengubah sifat protein. Ini adalah salah satu alasan mengapa homeostasis secara fisiologis diperlukan dalam banyak bentuk kehidupan.

Konsep denaturasi tidak terkait dengan alkohol terdenaturasi, yaitu alkohol yang telah dicampur dengan aditif sehingga tidak cocok untuk konsumsi manusia.

Pengertian

Dalam bilogi, denaturasi adalah proses memodifikasi struktur molekul protein. Denaturasi melibatkan penghancuran banyak ikatan lemah, atau ikatan (mis., Ikatan hidrogen), dalam molekul protein yang bertanggung jawab atas struktur protein yang sangat teratur dalam keadaan alami (asli). Protein yang didenaturasi memiliki struktur yang lebih longgar dan lebih acak; sebagian besar tidak larut. Denaturasi dapat dilakukan dengan berbagai cara — mis., Dengan memanaskan, dengan perlakuan dengan alkali, asam, urea, atau deterjen, dan dengan goncangan yang kuat.

Protein adalah untaian asam amino yang sangat panjang yang dihubungkan bersama dalam urutan tertentu.

Sebuah protein dibuat oleh ribosom yang “membaca” kodon dalam gen dan menyusun kombinasi asam amino yang diperlukan dari instruksi genetik, dalam proses yang dikenal sebagai translasi.

Untai protein yang baru dibuat kemudian mengalami modifikasi pasca-translasi di mana atom atau molekul tambahan ditambahkan, misalnya tembaga, seng, besi.

Setelah proses modifikasi pasca-translasi ini selesai, protein mulai melipat (secara spontan, dan kadang-kadang dengan bantuan enzimatik), meringkuk sendiri sehingga elemen hidrofobik protein terkubur jauh di dalam struktur dan elemen hidrofilik berakhir di di luar.

Bentuk akhir dari suatu protein menentukan bagaimana ia berinteraksi dengan lingkungannya.

Struktur asli dari beberapa protein dapat diregenerasi dengan menghilangkan zat denaturasi dan memulihkan kondisi yang mendukung keadaan asli. Protein yang mengalami proses ini, yang disebut renaturasi, termasuk albumin serum dari darah, hemoglobin (pigmen pembawa oksigen dari sel darah merah), dan enzim ribonuklease. Denaturasi banyak protein, seperti putih telur, tidak dapat diubah. Konsekuensi umum denaturasi adalah hilangnya aktivitas biologis (mis., Hilangnya kemampuan katalitik suatu enzim).

Contoh

Protein albumin dalam putih telur mengalami denaturasi dan kehilangan kelarutan ketika telur dimasak. Ketika makanan dimasak, beberapa proteinnya menjadi terdenaturasi. Inilah sebabnya mengapa telur rebus menjadi keras dan daging yang dimasak menjadi keras.

Contoh klasik denaturasi protein berasal dari putih telur, yang biasanya sebagian besar albumin telur dalam air. Segar dari telur, putih telur transparan dan cair. Memasak putih yang tidak stabil secara termal mengubahnya menjadi buram, membentuk massa padat yang saling berhubungan. Transformasi yang sama dapat dilakukan dengan bahan kimia denaturasi. Menuangkan putih telur dengan gelas aseton juga akan mengubah putih telur menjadi transparan dan padat. Kulit yang terbentuk pada susu kental adalah contoh umum lain dari protein terdenaturasi. Makanan pembuka dingin yang dikenal sebagai ceviche disiapkan oleh ikan mentah dan kerang yang dimasak secara kimiawi dalam rendaman jeruk asam, tanpa panas.

Denaturasi protein.

Protein terlipat terdiri dari keseimbangan antara sejumlah besar interaksi intra-molekul lemah dalam protein (Hidrofobik, elektrostatik, dan Interaksi Van Der Waals) dan interaksi pelarut protein. Akibatnya, proses ini sangat bergantung pada kondisi lingkungan tempat protein itu berada. Kondisi lingkungan ini termasuk, dan tidak terbatas pada, suhu, salinitas, tekanan, dan pelarut yang terlibat. Akibatnya, paparan apa pun terhadap tekanan ekstrem (mis. Panas atau radiasi, konsentrasi garam anorganik yang tinggi, asam dan basa kuat) dapat mengganggu interaksi protein dan pasti mengarah pada denaturasi.

Ketika protein didenaturasi, struktur sekunder dan tersier diubah tetapi ikatan peptida dari struktur primer antara asam amino dibiarkan utuh. Karena semua tingkat struktural protein menentukan fungsinya, protein tidak dapat lagi menjalankan fungsinya setelah didenaturasi. Ini berbeda dengan protein intrinsik yang tidak terstruktur, yang dibuka pada keadaan asalnya, tetapi masih aktif secara fungsional dan cenderung melipat saat terikat pada target biologisnya.

Denaturasi asam nukleat.

Asam nukleat (termasuk RNA dan DNA) adalah polimer nukleotida yang disintesis oleh enzim polimerase selama transkripsi atau replikasi DNA. Mengikuti sintesis tulang punggung 5′-3 ‘, masing-masing basa nitrogen mampu berinteraksi satu sama lain melalui ikatan hidrogen, sehingga memungkinkan pembentukan struktur orde tinggi.

Denaturasi asam nukleat terjadi ketika ikatan hidrogen antara nukleotida terganggu, dan menghasilkan pemisahan untai yang sebelumnya dianil. Sebagai contoh, denaturasi DNA karena suhu tinggi menghasilkan gangguan pasangan basa Watson dan Crick dan pemisahan heliks untai ganda menjadi dua untai tunggal. Helai asam nukleat mampu melakukan annealling ketika kondisi “normal” dipulihkan, tetapi jika restorasi terjadi terlalu cepat, helai asam nukleat dapat dianil kembali secara tidak sempurna sehingga menghasilkan pasangan basa yang tidak tepat.

Denaturasi yang diinduksi secara biologis.

Interaksi non-kovalen antara untai antiparalel dalam DNA dapat dipecah untuk “membuka” heliks ganda ketika mekanisme biologis penting seperti replikasi DNA, transkripsi, perbaikan DNA, atau pengikatan protein akan terjadi. Area DNA yang dipisahkan sebagian dikenal sebagai gelembung denaturasi, yang dapat lebih spesifik didefinisikan sebagai pembukaan heliks ganda DNA melalui pemisahan pasangan basa yang terkoordinasi.

Model pertama yang mencoba menggambarkan termodinamika gelembung denaturasi diperkenalkan pada tahun 1966 dan disebut Model Poland-Scheraga. Model ini menggambarkan denaturasi untai DNA sebagai fungsi suhu. Saat suhu meningkat, ikatan hidrogen antara pasangan basa Watson dan Crick semakin terganggu dan “loop terdenaturasi” mulai terbentuk. Namun, Model Poland-Scheraga sekarang dianggap elementer karena gagal menjelaskan implikasi membingungkan dari urutan DNA, komposisi kimia, kekakuan dan torsi.

Studi termodinamika baru-baru ini menyimpulkan bahwa masa pakai gelembung denaturasi singular berkisar dari 1 mikrodetik hingga 1 milidetik. Informasi ini didasarkan pada rentang waktu yang ditentukan dari replikasi dan transkripsi DNA.



Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *