Denaturering av proteiner

Stenenbert skrev:

Hej! Jag försöker förstå denaturering p.g.a. pH-förändringar.

När pH ändras så att proteiner denatureras, beror denatureringen då på att sidogruppens laddning förändras? Eller kanske också att aminogruppens eller karboxylgruppens laddning förändras?

Denatureringen uppstår då för många gruppers laddning har ändrats, så i princip alla de grupper du nämner påverkas. Men, sidokedjornas pKa ligger närmare det pH vi har i kroppen (och närmare neutralt pH) så sidokedjornas laddning påverkas först när pH ändras.

Det finns inga fria aminogrupper eller karboxylsyragrupper i aminosyraresterna för när vatten försvinner bildas istället en peptidbindning (en form av amidbindning, röda till höger i bilden nedan):

Men blir pH tillräckligt högt/lågt påverkas även laddningen på kvävet och syret i peptidbindningen.

Men, hur leder detta i sin tur till denaturering? Jag kan visserligen förstå att stabiliserande jonbindningar inom proteinet försörs när laddningar förändras. Men jag har läst att även vätebindningar förstörs när laddningar förändras. Vad beror det på?

I protein finns det attraherande krafter (bl.a. hydrofoba effekten, väte-, jonbindningar) som håller ihop proteinets delar, samtidigt som det finns repulsiva krafter som delvis motverkar de attraherande - så proteinets struktur uppstår när dessa krafter är i balans (tillräckligt mycket av korrekta attraherande krafter, som balanseras av korrekta repulsiva krafter).

Men när pH-förändringen förskjuter laddningen hos sidokedjor, bryter jonbindingar m.m. så nya interaktioner ske. T.ex. när pH sjunker och en karboxylsyrasidokedja (som i asparginsyran) tar upp en proton försvinner dess negativa laddning. Då kan asparginsyrans sidokedja inte längre balansera en positiv laddning från t.ex. en basisk sidokedja (arginin). Så då söker sig arginingsidokedjan efter en ny negativ laddning. Och när massor av denna typen av "rätt" och stabiliserande jonbindningar försvinner, och nya försöker skapas kommer proteinets struktur ändras, och till slut denaturera.

Detta var en grav förenkling, eftersom det är många attraherande, och balanserande repulsiva krafter, som tillsammans ger proteinet dess struktur. Men, det kanske illustrerade hur ändringar i pH kan påverka proteiners korrekta struktur, så att de blir mindre stabila och mer benägna att denaturera.