Denaturierung ist der Prozess der Abweichung der Molekülstruktur von ihrem ursprünglichen Zustand, wenn sie einem Denaturierungsmittel ausgesetzt wird. Einige Beispiele für denaturierende Biomoleküle stellen Proteine und Nukleinsäuren dar. Proteindenaturierung ist eine Veränderung der Form eines Proteins durch irgendeine Form von äußerem Druck, so dass es seine zelluläre Funktion nicht mehr erfüllen kann. Die Ursache der Proteindenaturierung kann ein Erhitzungsprozess, die Zugabe von Säure oder Alkali sein. Die Denaturierungsarten können nach der Ursache unterschieden werden, nämlich biologisch induzierte oder nicht-biologisch induzierte Denaturierung.
Proteindenaturierungsprozess
Proteine, die einen Denaturierungsprozess durchlaufen, können verschiedene Eigenschaften aufweisen, von denen eine eine deformierte Form hat, weil die Wasserstoffbrücken darin gebrochen sind. Wenn ein Protein äußerem Stress ausgesetzt wird, beispielsweise durch Erhitzen oder einer Säure (z. B. Zitronensäure) ausgesetzt wird, werden die schwachen Wasserstoffbrückenbindungen aufgebrochen. Dieser Zustand bewirkt, dass das Protein Veränderungen durchmacht. Durch Denaturierung verformte Proteine haben eine lockerere Struktur, sind zufälliger und weitgehend unlöslich. Die Denaturierung von Proteinen kann auch die Form verändern oder zuvor verborgene Teile der Proteinstruktur aufbrechen, sich öffnen und Bindungen mit anderen Proteinmolekülen eingehen. Dieser Zustand bewirkt, dass das Protein koaguliert oder verklumpt und in Wasser unlöslich wird. Veränderungen der Proteinstruktur aufgrund des Denaturierungsprozesses führen auch zu einem Verlust der angeborenen biologischen Aktivität und Funktion des Proteins.
Zelltod und das Risiko von Mutationen im Denaturierungsprozess
Proteindenaturierung kann Störungen der Zellaktivität auslösen. Wenn die Zelle die Störung nicht repariert, kann es zu einem vorzeitigen Zelltod kommen. Ein geschädigtes Protein kann jedoch seinen natürlichen aktiven Zustand wiedererlangen, wenn das Denaturierungsmittel entfernt (renaturiert) wird. Einige Proteine, die diesen Prozess nach der Proteindenaturierung durchlaufen können, sind Serumalbumin aus dem Blut, Hämoglobin und Ribonuklease-Enzyme. Es gibt jedoch Bedingungen, unter denen der Denaturierungsprozess nicht in seinen ursprünglichen Zustand zurückgeführt werden kann. Die Denaturierung von Proteinen hat auch das Potenzial, das Risiko für eine Reihe von Krankheiten zu erhöhen, darunter die Alzheimer-Krankheit, Blindheit und viele andere neurodegenerative Erkrankungen.
Proteindenaturierungsfunktion
Hier sind einige Funktionen der Proteindenaturierung, die für den menschlichen Körper nützlich sind.
- Denaturierung wird vom Körper verwendet, um Krankheitserreger abzutöten. Dies geschieht durch die Regulierung des pH-Wertes und der biochemischen Sekretion.
- Die Denaturierung von Proteinen ist auch ein wichtiger Prozess bei der Verdauung von Lebensmitteln. Proteine in Lebensmitteln werden durch die Wirkung freigesetzter Verdauungsenzyme denaturiert.
- Auf zellulärer Ebene ist die Denaturierung ein wichtiger Teil des DNA-Prozesses. Denaturierung kann DNA öffnen und die Replikation oder Transkription ermöglichen. Ohne Denaturierung können DNA-Stränge bei der Herstellung von mRNA-Transkripten für die Proteintranslation nicht kopiert werden.
- In der Forschung ist die Denaturierung ein Prozess, der bei Polymerase-Kettenreaktionen verwendet wird, um mehrere DNA-Kopien gleichzeitig herzustellen in vitro schnell.
- Im medizinischen Bereich wird der Denaturierungsmechanismus beim Abtöten verschiedener Krankheitserreger angewendet.
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Beispiele für Proteindenaturierung
Ein Beispiel für die Denaturierung von Proteinen sind gekochte oder erhitzte Lebensmittel. Das Protein in diesen Lebensmitteln kann sich verändern, zum Beispiel werden gekochte Eier hart. Rohes Eiweiß ist flüssig und transparent. Bei Hitzeeinwirkung (gekocht oder gebraten) kommt es jedoch zu einem Proteindenaturierungsprozess, der zu Veränderungen in Form und Farbe des Eies führt. Proteindenaturierung kann auch anders als durch den Koch- oder Erhitzungsprozess erfolgen. Dieser Zustand kann erreicht werden, wenn Eier oder andere Proteine mit denaturierenden Mitteln interagieren. Zum Beispiel chemischer Flüssigkeiten ausgesetzt, die sehr saure oder basische Eigenschaften haben. Das ist eine Erklärung des Prozesses der Proteindenaturierung und Beispiele, die Sie in Ihrer Umgebung finden können. Wenn Sie Fragen zu gesundheitlichen Problemen haben, können Sie Ihren Arzt direkt über die Familiengesundheitsanwendung SehatQ kostenlos fragen. Laden Sie die SehatQ-App jetzt im App Store oder bei Google Play herunter.
