Denaturasi

Dalam Denaturasi Biomolekul seperti protein dan asam nukleat kehilangan aktivitas biologisnya karena perubahan struktural. Namun, struktur utama biomolekul tetap dipertahankan. Ada proses denaturasi yang diperlukan dan berbahaya dalam tubuh.

Apa itu denaturasi?

Denaturasi mengacu pada penghancuran struktur protein dan asam nukleat sekunder, tersier dan kuaterner oleh pengaruh fisik dan kimiawi. Pengaruh fisik mewakili panas, tekanan atau radiasi berenergi tinggi Secara kimiawi, denaturasi disebabkan oleh asam, basa, chaotrop, deterjen, alkohol atau senyawa lainnya.

Meskipun ada perubahan struktural ini, bagaimanapun, struktur utama tetap dipertahankan. Struktur primer dicirikan oleh urutan asam amino dalam protein atau basa nitrogen dalam asam nukleat. Struktur sekunder menggambarkan pelipatan biomolekul melalui pengaruh ikatan hidrogen, interaksi kutub, ikatan ionik, dan interaksi hidrofobik. Selain dari pembentukan jembatan disulfida antara berbagai asam amino yang mengandung sulfur, ikatan kovalen lainnya tidak berubah.

Dalam struktur tersier, struktur spasial terbentuk dalam rantai biomolekul melalui lipatan. Struktur kuaterner dicirikan oleh pembentukan struktur spasial dengan beberapa rantai. Protein dan asam nukleat mengembangkan aktivitas biologisnya hanya melalui pembentukan struktur sekunder, tersier, dan kuaterner.

Jika terjadi denaturasi, struktur ini dihancurkan oleh pelarutan ikatan fisik antara masing-masing gugus atom dan ikatan kimia di dalam gugus disulfida. Meskipun struktur primer dipertahankan, aktivitas biologisnya hilang.

Denaturasi terus-menerus terjadi baik di luar maupun di dalam tubuh. Contoh khas dari denaturasi adalah pengerasan telur selama pemasakan. Kebanyakan denaturasi tidak dapat diubah. Tapi mereka juga bisa dibalik.

Fungsi & tugas

Denaturasi terjadi secara konstan pada organisme hewan dan manusia. Protein makanan pertama-tama harus disiapkan untuk pemecahan kimiawi menjadi asam amino individu. Hal ini tidak mungkin terjadi tanpa paparan struktur sekunder, tersier atau kuaterner. Peptidase hanya dapat menjadi aktif ketika rantai protein dibuka.

Di lambung, protein makanan didenaturasi oleh pengaruh asam lambung. Setelah melewati penjaga gerbang, chyme yang telah disiapkan selanjutnya dipecah secara kimiawi oleh enzim pencernaan pankreas. Karbohidrat, lemak dan protein dipecah menjadi monomer yang sesuai. Di bawah pengaruh peptidase, protein makanan yang didenaturasi diubah menjadi asam amino individu, yang diubah menjadi protein tubuh sendiri.

Agen untuk denaturasi di lambung adalah asam lambung, yang sebagian besar terdiri dari asam klorida. Namun, asam lambung tidak hanya memecah protein makanan. Itu juga menghancurkan banyak patogen yang tertelan dengan makanan melalui denaturasi.

Denaturasi protein dan asam nukleat juga memainkan peran penting dalam sistem kekebalan. Partikel protein asing (kuman) dan sel tubuh yang sakit atau mati diserap dan dilarutkan oleh apa yang disebut makrofag. Mereka dicerna dalam apa yang disebut lisosom.Lisosom adalah organel sel yang memecah zat asing dan zat tubuh sendiri dengan bantuan enzim. Makrofag mengandung sejumlah besar lisosom. Bagian dalam lisosom memiliki pH rendah (lingkungan asam). Di sana komponen protein dan asam nukleat pertama-tama didenaturasi dan kemudian dipecah oleh enzim pencernaan.

Selain itu, suhu tinggi sering kali terjadi selama infeksi. Dalam kasus demam, kuman yang sensitif juga terbunuh melalui denaturasi akibat efek pemanasan.

Lisosom tidak hanya terkandung di makrofag, tetapi juga di semua sel tubuh lainnya, karena di setiap sel produk limbah dan komponen protein yang tidak dapat digunakan harus dicerna. Proses denaturasi yang dijelaskan sejauh ini sangat penting bagi organisme.

Anda dapat menemukan obat Anda di sini

Penyakit & penyakit

Namun, ada juga proses patologis yang terkait dengan denaturasi yang terjadi di dalam tubuh. Dalam kasus infeksi, demam tidak hanya membunuh kuman, karena suhu tinggi dalam jangka waktu lama juga dapat merusak protein tubuh sendiri. Ini berlaku terutama untuk enzim yang sangat sensitif. Jika suhu tubuh melebihi 40 derajat untuk waktu yang lama, banyak enzim menjadi tidak efektif. Oleh karena itu, demam yang sangat tinggi berpotensi berakibat fatal bagi organisme tersebut. Namun, jika suhu tinggi turun lagi dalam waktu enam jam, kerusakannya masih dapat diperbaiki.

Denaturasi protein juga disebabkan oleh pengaruh logam berat. Logam berat dapat membentuk kompleks dengan protein. Ini mengubah struktur tersier dan kuaterner mereka. Di sini, juga, enzim sangat terpengaruh. Oleh karena itu, akumulasi logam berat dalam organisme menyebabkan penyakit kronis yang parah dan terkadang fatal.

Dalam kasus luka bakar kimiawi dengan asam atau basa, ini juga merupakan masalah denaturasi protein tubuh sendiri di kulit. Kematian jaringan yang terkena memicu proses inflamasi yang menyebabkan gatal dan reaksi kulit yang parah. Selain itu, luka bakar menyebabkan denaturasi protein tubuh sendiri di kulit dan jaringan ikat.

Pendarahan hebat sering kali diobati dengan arus frekuensi tinggi dalam pengobatan. Suhu jaringan dipanaskan sebentar hingga 80 derajat. Akibatnya, protein jaringan dan serat jaringan ikat membeku. Sehingga luka bisa ditutup dengan efektif.

Banyak penyakit di usia tua juga dikaitkan dengan perubahan pada struktur protein sekunder dan tersier. Meskipun dalam kasus ini tidak ada denaturasi lengkap, lipatan dan plak terjadi, antara lain. Contoh terkenal adalah plak pikun pada pasien Alzheimer. Plak pikun adalah endapan protein di otak yang dibentuk oleh lipatan pada struktur tersier. Namun, penyebab proses ini belum diketahui. Antara lain, pengaruh aluminium pada perubahan struktural protein embun dibahas.