ในการแปรสภาพชีวโมเลกุลเช่น โปรตีน และ กรดนิวคลีอิก สูญเสียกิจกรรมทางชีวภาพเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง อย่างไรก็ตามโครงสร้างหลักของสารชีวโมเลกุลยังคงสมบูรณ์ ในร่างกายมีกระบวนการ denaturation ทั้งที่จำเป็นและเป็นอันตราย
Denaturation คืออะไร?
ตัว Vortex Indicator ได้ถูกนำเสนอลงในนิตยสาร กระเพาะอาหาร, ความไม่อิ่มตัวของอาหาร โปรตีน เกิดขึ้นเนื่องจากอิทธิพลของ กรดในกระเพาะอาหาร. Denaturation หมายถึงการทำลายโครงสร้างทุติยภูมิตติยภูมิและควอเทอร์นารีของ โปรตีน และ กรดนิวคลีอิก โดยอิทธิพลทางกายภาพและทางเคมี อิทธิพลทางกายภาพแสดงถึงความร้อนความดันหรือการแผ่รังสีพลังงานสูง ในทางเคมีการเปลี่ยนแปลงทางเคมีเกิดจาก กรด, ด่าง, chaotropes, ผงซักฟอก, แอลกอฮอล์ หรือสารประกอบอื่น ๆ อย่างไรก็ตามแม้จะมีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างเหล่านี้ แต่โครงสร้างหลักก็ยังคงอยู่เหมือนเดิม โครงสร้างหลักมีลักษณะตามลำดับของ กรดอะมิโน ในโปรตีน (อัลบั้ม) หรือ ก๊าซไนโตรเจน ฐาน in กรดนิวคลีอิก. โครงสร้างทุติยภูมิอธิบายการพับของสารชีวโมเลกุลโดยอาศัยอิทธิพลของ ไฮโดรเจน พันธบัตรขั้ว ปฏิสัมพันธ์, พันธะไอออนิกและปฏิสัมพันธ์ที่ไม่ชอบน้ำ ยกเว้นการก่อตัวของพันธะไดซัลไฟด์ที่แตกต่างกัน กำมะถัน- มี กรดอะมิโนพันธะโควาเลนต์อื่น ๆ จะไม่เปลี่ยนแปลง ในโครงสร้างตติยภูมิโครงสร้างเชิงพื้นที่จะเกิดขึ้นภายในห่วงโซ่ชีวโมเลกุลเนื่องจากการพับ โครงสร้างควอเทอร์นารีมีลักษณะการสร้างโครงสร้างเชิงพื้นที่ที่มีโซ่หลายเส้น ในกระบวนการนี้โปรตีนและนิวคลีอิก กรด พัฒนากิจกรรมทางชีวภาพผ่านการก่อตัวของโครงสร้างทุติยภูมิตติยภูมิและควอเทอร์นารีเท่านั้น Denaturation ทำลายโครงสร้างเหล่านี้โดยการทำลายพันธะทางกายภาพระหว่างแต่ละกลุ่มอะตอมและพันธะเคมีภายในกลุ่มไดซัลไฟด์ แม้ว่าโครงสร้างหลักจะยังคงอยู่ แต่กิจกรรมทางชีวภาพจะหายไป Denaturation เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องทั้งภายนอกและภายในร่างกาย ตัวอย่างทั่วไปของการเปลี่ยนสภาพคือความแข็งของไข่ในระหว่าง การปรุงอาหาร. ในกรณีส่วนใหญ่การเปลี่ยนสภาพไม่สามารถย้อนกลับได้ อย่างไรก็ตามยังสามารถย้อนกลับได้
ฟังก์ชั่นและงาน
การแปรสภาพเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในสิ่งมีชีวิตของสัตว์และมนุษย์ ตัวอย่างเช่นต้องเตรียมโปรตีนในอาหารก่อนสำหรับการสลายทางเคมีในแต่ละบุคคล กรดอะมิโน. สิ่งนี้เป็นไปไม่ได้หากไม่มีการย่อยโครงสร้างทุติยภูมิตติยภูมิหรือควอเทอร์นารี เปปไทเดสจะทำงานได้ก็ต่อเมื่อมีการคลี่ห่วงโซ่โปรตีนออกไป ใน กระเพาะอาหารอิทธิพลของ กรดในกระเพาะอาหาร ทำให้เกิดการเสื่อมสภาพของโปรตีนในอาหาร หลังจากผ่านทางเดินอาหารแล้วเยื่ออาหารที่ผ่านกระบวนการจะถูกย่อยสลายทางเคมีเพิ่มเติมโดยการย่อยอาหาร เอนไซม์ ของตับอ่อน คาร์โบไฮเดรตไขมันและโปรตีนจะถูกแบ่งออกเป็นโมโนเมอร์ที่เกี่ยวข้อง ภายใต้อิทธิพลของเปปไทเดสอะมิโนแต่ละตัว กรด ถูกสร้างขึ้นจากโปรตีนที่ถูกทำลายซึ่งจะถูกเปลี่ยนเป็นโปรตีนจากภายนอกในร่างกาย ตัวแทนสำหรับการเปลี่ยนสภาพใน กระเพาะอาหาร is กรดในกระเพาะอาหารซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วย กรดไฮโดรคลอริก. อย่างไรก็ตามกรดในกระเพาะอาหารไม่ได้สลายโปรตีนในอาหารเท่านั้น นอกจากนี้ยังทำลายอาหารที่เป็นพาหะจำนวนมาก เชื้อโรค โดยการประณามพวกเขา การแปรสภาพของโปรตีนและกรดนิวคลีอิกยังมีส่วนสำคัญในการป้องกันภูมิคุ้มกัน ดังนั้นอนุภาคโปรตีนแปลกปลอม (โรค เชื้อโรค) และเซลล์ของร่างกายที่เป็นโรคหรือตายแล้วจะถูกดูดซึมและสลายไปโดยสิ่งที่เรียกว่า macrophages การย่อยอาหารเกิดขึ้นในไลโซโซมที่เรียกว่า ไลโซโซมเป็นออร์แกเนลล์ของเซลล์ที่สลายสิ่งแปลกปลอมและสารภายนอกด้วยความช่วยเหลือของ เอนไซม์. มาโครฟาจมีไลโซโซมจำนวนมากโดยเฉพาะ ภายในไลโซโซมมีค่า PH ต่ำ (สภาพแวดล้อมที่เป็นกรด) ที่นั่นส่วนประกอบของโปรตีนและกรดนิวคลีอิกจะถูกทำให้ย่อยสลายก่อนแล้วย่อยโดยการย่อยอาหาร เอนไซม์. นอกจากนี้อุณหภูมิที่สูงขึ้นมักเกิดขึ้นระหว่างการติดเชื้อ ในกรณีของ ไข้แม้กระทั่งโรคที่บอบบาง เชื้อโรค ถูกฆ่าโดยการสูญเสียสภาพเนื่องจากผลของความร้อน ไลโซโซมมีอยู่ไม่เพียง แต่ในแมคโครฟาจเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเซลล์อื่น ๆ ของร่างกายด้วยเนื่องจากของเสียที่ใช้ไม่ได้และส่วนประกอบของโปรตีนจะต้องถูกย่อยในทุกเซลล์ กระบวนการเปลี่ยนสภาพที่อธิบายไว้จนถึงตอนนี้มีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิต
โรคและความเจ็บป่วย
อย่างไรก็ตามในการเชื่อมต่อกับ denaturations ที่เกิดขึ้นภายในร่างกายก็มีกระบวนการทางพยาธิวิทยาเช่นกันในกรณีของการติดเชื้อเช่น ไข้ ไม่ฆ่า เชื้อโรค เพียงอย่างเดียวเนื่องจากอุณหภูมิที่สูงเป็นเวลานานก็สามารถทำลายโปรตีนของร่างกายได้เช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งส่งผลกระทบต่อเอนไซม์ที่อ่อนไหวมาก หากอุณหภูมิของร่างกายสูงเกิน 40 องศาเป็นเวลานานเอนไซม์หลายชนิดจะไม่ได้ผล ดังนั้นสูงมาก ไข้ มีผลร้ายแรงต่อสิ่งมีชีวิต อย่างไรก็ตามหากอุณหภูมิสูงลดลงอีกครั้งภายในหกชั่วโมงความเสียหายยังคงย้อนกลับได้ การแปรสภาพของโปรตีนยังเกิดจากผลกระทบของโลหะหนัก โลหะหนัก สามารถสร้างคอมเพล็กซ์ด้วยโปรตีน สิ่งนี้เปลี่ยนโครงสร้างระดับตติยภูมิและควอเทอร์นารี อีกครั้งเอนไซม์ได้รับผลกระทบโดยเฉพาะ นี่คือสาเหตุที่โลหะหนักสะสมในสิ่งมีชีวิต นำ ไปจนถึงโรคเรื้อรังที่รุนแรงและบางครั้งอาจถึงแก่ชีวิต กรดหรือด่าง การเผาไหม้ นอกจากนี้ยังเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนสภาพของโปรตีนภายนอกใน ผิว. การตายของเนื้อเยื่อที่ได้รับผลกระทบทำให้เกิดกระบวนการอักเสบที่ นำ มีอาการคันและรุนแรง ผิว ปฏิกิริยา นอกจากนี้ การเผาไหม้ นำ เพื่อเปลี่ยนสภาพของโปรตีนภายนอกของ ผิว และ เนื้อเยื่อเกี่ยวพัน. ในทางการแพทย์มักรักษาภาวะเลือดออกรุนแรงด้วยกระแสไฟฟ้าความถี่สูง ในกระบวนการนี้อุณหภูมิของเนื้อเยื่อจะร้อนขึ้นเป็นเวลาสั้น ๆ ถึง 80 องศา เป็นผลให้เนื้อเยื่อโปรตีนและ เนื้อเยื่อเกี่ยวพัน เส้นใยจับตัวเป็นก้อน วิธีนี้ช่วยให้สามารถปิดแผลได้อย่างมีประสิทธิภาพ โรคที่เกี่ยวข้องกับอายุหลายโรคยังเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างทุติยภูมิและตติยภูมิของโปรตีน แม้ว่าการเปลี่ยนสภาพสมบูรณ์จะไม่เกิดขึ้นในกรณีเหล่านี้ แต่ก็ส่งผลให้เกิดการหลอมใหม่และการก่อตัวของโล่ ตัวอย่างที่รู้จักกันดีคือโล่ผู้สูงอายุใน อัลไซเม ผู้ป่วย. โล่ชราเป็นแหล่งสะสมโปรตีนใน สมอง รูปแบบนั้นเป็นผลมาจากการพับในโครงสร้างระดับตติยภูมิ อย่างไรก็ตามยังไม่ทราบสาเหตุของกระบวนการนี้ เหนือสิ่งอื่นใดอิทธิพลของ อลูมิเนียม เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของโปรตีนเทานั้นจะกล่าวถึง
