タンパク質の変性とそれを引き起こす要因



の タンパク質の変性 それは、温度、ｐＨまたは特定の化学物質などの異なる環境要因による三次元構造の喪失からなる。構造の喪失は、とりわけ、酵素的、構造的、輸送的にかかわらず、そのタンパク質に関連する生物学的機能の喪失をもたらす。.

タンパク質の構造は変化に非常に敏感です。必須水素の単一架橋の不安定化はタンパク質を変性させる可能性がある。同様に、タンパク質機能を遵守するために厳密には本質的ではない相互作用があり、不安定化した場合、それは機能に影響を及ぼさない。.

索引

  • 1タンパク質の構造
    • 1.1一次構造
    • 1.2二次構造
    • 1.3三次構造
    • 1.4四次構造
  • 2変性を引き起こす要因
    • 2.1 pH
    • 2.2気温
    • 2.3化学物質
    • 2.4還元剤
  • 3結果
    • 3.1再生
  • 4シャペロンタンパク質
  • 5参考文献

タンパク質の構造

タンパク質の変性過程を理解するためには、タンパク質がどのように構成されているかを知っておく必要があります。これらは一次、二次、三次および四次構造を示す.

一次構造

それは前記タンパク質を構成するアミノ酸の配列である。アミノ酸はこれらの生体分子の基本的な構成要素であり、それぞれ特定の物理的および化学的特性を持つ20種類のタイプがあります。それらはペプチド結合によって一緒に結合されている.

二次構造

この構造において、このアミノ酸の直鎖は水素結合によって折り畳まれ始める。 ２つの基本的な二次構造がある：らせん形α、らせん形。 2つの直鎖が平行に並んでいるとき.

三次構造

三次元形状の特定の折り畳みをもたらす他の種類の力を含む.

タンパク質の構造を構成するアミノ酸残基のR鎖はジスルフィド架橋を形成することができ、タンパク質の疎水性部分は内側にまとめられ、親水性部分は水に面する。ファンデルワールス力は、記述された相互作用の安定化剤として作用します。.

四次構造

それはタンパク質単位の集合体からなる.

タンパク質が変性すると、それは四次、三次および二次構造を失うが、一次構造は無傷のままである。ジスルフィド結合（三次構造）に富むタンパク質は、変性に対してより大きな耐性を与える.

変性を引き起こす要因

タンパク質の天然構造を維持することに関与する非共有結合を不安定化する任意の因子がその変性を生じさせることができる。私たちが言及できる最も重要なものの中に：

pH

酸性または塩基性媒体のいずれかの非常に極端なpH値では、タンパク質はその立体構造を失う可能性があります。過剰なHイオン+ そしてOH- 途中でそれはタンパク質の相互作用を不安定にする.

イオンパターンのこの変化は変性を生じる。 ｐＨによる変性は、ある場合には可逆的であり得、他の場合には不可逆的であり得る。.

気温

温度が上昇すると熱変性が起こります。平均的な環境条件にある生物では、タンパク質は40℃を超える温度で不安定になり始めます。明らかに、好熱性生物のタンパク質はこれらの温度範囲に耐えることができます。.

温度が上昇すると、水素結合やその他の非共有結合に影響を与える分子運動が増加し、その結果、三次構造が失われます。.

酵素について話しているのであれば、これらの温度上昇は反応速度の低下を招きます。.

化学物質

尿素のような高濃度の極性物質は水素結合に影響を与えます。また、非極性物質も同様の影響を及ぼします。.

洗剤はタンパク質構造を不安定にすることもあります。しかし、それは積極的なプロセスではなく、それらはほとんど可逆的です。.

還元剤

β-メルカプトエタノール（HOCH 2 CH 2 SH）は、タンパク質を変性させるために実験室でよく使用される化学薬品です。それはアミノ酸残基間のジスルフィド架橋を減少させる原因である。それは蛋白質の三次または四次構造を不安定にすることができます.

同様の機能を有する他の還元剤はジチオトレイトール（ＤＴＴ）である。さらに、タンパク質中の天然構造の喪失に寄与する他の要因は、高濃度の重金属および紫外線である。.

結果

変性が起こると、タンパク質はその機能を失います。タンパク質は、ネイティブ状態のときに最適に機能します。.

機能喪失は、変性過程と常に関連するわけではない。タンパク質構造のわずかな変化は、全体の三次元構造を不安定にすることなく機能の喪失をもたらし得る。.

プロセスは元に戻せない場合もあります。実験室では、条件が逆転した場合、タンパク質はその初期構成に戻る可能性があります.

再生中

再生に関する最も有名で決定的な実験の1つがリボヌクレアーゼAで証明されました.

研究者らが尿素やβ-メルカプトエタノールなどの変性剤を添加すると、タンパク質は変性した。これらの薬剤が除去された場合、タンパク質はその本来の立体配座に戻り、100％の効率でその機能を果たすことができた。.

この研究の最も重要な結論の一つは、タンパク質の三次元立体配座がその一次構造によって与えられることを実験的に証明することでした。.

ある場合には、変性過程は全く不可逆的である。例えば、卵を調理するとき、それを構成するタンパク質（主なものはアルブミン）に熱を加えていると、白はしっかりとした白っぽい外観になります。直感的に言えば、たとえ冷却しても初期の形には戻らないと結論付けることができます。.

ほとんどの場合、変性過程は溶解度の低下を伴う。それはまた粘度、拡散速度を低下させそしてより容易に結晶化する。.

シャペロンタンパク質

シャペロンまたはシャペロニンタンパク質は他のタンパク質の変性を防止する原因となる。それらはまた、タンパク質の正しい折りたたみを確実にするためにタンパク質間で適切ではない特定の相互作用を抑制する。.

培地の温度が上昇すると、これらのタンパク質はそれらの濃度を高め、他のタンパク質の変性を防ぐことによって作用する。これが、それらが英語での頭字語で「熱ショックタンパク質」またはHSPとも呼ばれる理由です。 （熱ショックタンパク質）.

シャペロニナは、内部で目的のタンパク質を保護するケージや樽に似ています. 

細胞ストレスの状況に反応するこれらのタンパク質は、様々な生物群で報告されており、高度に保存されている。異なる種類のシャペロニンがあり、それらはそれらの分子量に従って分類されています.

参考文献

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