Denatureerimine on protsess, mille käigus denatureeriva ainega kokku puutudes toimub molekulaarstruktuuri kõrvalekalle algsest olekust. Mõned näited biomolekulidest, mis denatureerivad, on valgud ja nukleiinhapped.Valkude denaturatsioon on valgu kuju muutumine mingisuguse välise surve mõjul nii, et see ei suuda enam täita oma rakufunktsiooni. Valkude denaturatsiooni põhjuseks võib olla kuumutamine, happe või leelise lisamine. Denaturatsiooni tüübid võib jagada põhjuse alusel, nimelt bioloogiliselt indutseeritud või mittebioloogiliselt indutseeritud denaturatsioon.
Valkude denaturatsiooniprotsess
Valkudel, mis läbivad denatureerimisprotsessi, võivad olla erinevad omadused, millest üks on deformeerunud kujuga, kuna vesiniksidemed on katkenud. Kui valk on allutatud välisele stressile, näiteks kuumutamisel või kokkupuutel happega (nt sidrunhape), nõrgad vesiniksidemed katkevad. See seisund põhjustab valgu muutusi. Denatureerimisel deformeerunud valgud on lahtisema struktuuriga, juhuslikumad ja suures osas lahustumatud. Valkude denatureerimine võib muuta ka kuju või lõhkuda valgu struktuuri osi, mis olid varem peidetud, muutuda avatuks ja moodustada sidemeid teiste valgusmolekulidega. See seisund põhjustab valgu koaguleerumist või klompimist ja muutub vees lahustumatuks. Denaturatsiooniprotsessist tingitud muutused valgu struktuuris põhjustavad ka valgu kaasasündinud bioloogilise aktiivsuse ja funktsiooni kadu.Rakusurm ja mutatsioonide oht denaturatsiooniprotsessis
Valkude denaturatsioon võib põhjustada häireid raku aktiivsuses. Kui rakk ei suuda häiret parandada, võib rakus tekkida enneaegne surm. Kahjustatud valk võib aga taastada oma loomuliku aktiivse oleku, kui denatureeriv aine eemaldatakse (renatureeritakse). Mõned valgud, mis võivad pärast valgu denaturatsiooni selle protsessi läbida, on vere seerumialbumiin, hemoglobiin ja ribonukleaasi ensüümid. Siiski on tingimusi, kus denatureerimisprotsessi ei saa taastada algsesse olekusse. Valkude denatureerimine võib samuti suurendada mitmete haiguste, sealhulgas Alzheimeri tõve, pimeduse ja paljude teiste neurodegeneratiivsete haiguste riski.Valku denatureeriv funktsioon
Siin on mõned valkude denatureerimise funktsioonid, mis on inimkehale kasulikud.- Keha kasutab denatureerimist patogeenide hävitamiseks. Seda tehakse pH ja biokeemilise sekretsiooni reguleerimise kaudu.
- Valkude denatureerimine on samuti oluline protsess toidu seedimisel. Toidus olevad valgud denatureeritakse vabanevate seedeensüümide toimel.
- Rakutasandil on denaturatsioon DNA protsessi oluline osa. Denatureerimine võib avada DNA ja võimaldada replikatsiooni või transkriptsiooni toimumist. Ilma denatureerimiseta ei saa DNA ahelaid valgu translatsiooni jaoks mRNA transkriptide valmistamisel kopeerida.
- Teadusuuringute valdkonnas on denatureerimine polümeraasi ahelreaktsioonides kasutatav protsess, mille käigus saadakse korraga mitu DNA koopiat. in vitro kiiresti.
- Meditsiinivaldkonnas kasutatakse erinevate patogeenide hävitamiseks denatureerimismehhanisme.