Może chcesz zdenaturować białko do projektu naukowego, a może czytałeś o denaturowanej żywności i chcesz wiedzieć, jak to działa. Denaturacja to proces, w którym białko traci swój kształt i strukturę w wyniku działania sił zewnętrznych, w tym ciepła, promieniowania, kwasów i rozpuszczalników. Rozpuszczalniki organiczne zwykle denaturują białka. Dokładny sposób denaturacji białka zależy od konkretnego białka, z którym chcesz pracować, ponieważ wszystkie one wymagają różnych środków denaturujących na różnych poziomach. Większość białek można jednak zdenaturować, jeśli wiesz, co zmienić w środowisku białka.
Kroki
Metoda 1 z 2: Denaturacja białka
Krok 1. Użyj ciepła
Ciepło jest jednym z najłatwiejszych i najczęstszych sposobów denaturacji białka. Kiedy dane białko jest obecne w żywności, zwykłe gotowanie żywności spowoduje denaturację białek. Wiele białek można denaturować, poddając je działaniu temperatury 100°C (212°F) lub wyższej. Umożliwia to koagulację białek i zmniejszenie ich rozpuszczalności.
Długość ekspozycji zależy od tego, co wystawiasz na działanie ciepła. Na przykład jajko może ugotować się na patelni na średnim ogniu w pięć minut, podczas gdy pieczenie w piekarniku może zająć godziny
Krok 2. Zastosuj alkohol
Alkohol rozrywa wiązania wodorowe, które występują między grupami amidowymi wiązania peptydowego. Kiedy białko jest wystawione na działanie roztworu alkoholu, cząsteczki alkoholu tworzą nowe wiązania z łańcuchem białkowym. Użyj roztworu 70% alkoholu, aby przebić się przez ścianę komórkową bakterii i zdenaturować białko.
Stężone alkohole mogą być niebezpieczne, ponieważ są zarówno łatwopalne, jak i toksyczne. Zawsze należy nosić pełne wyposażenie ochronne, w tym rękawice i okulary ochronne, oraz obsługiwać w bezpiecznym środowisku o kontrolowanej temperaturze
Krok 3. Zmień pH
Wewnętrzna struktura białka może ulec zniszczeniu, gdy jego środowisko jest bardzo kwaśne lub bardzo zasadowe, ponieważ zakłócają one wiązania jonowe, które utrzymują razem mostki solne białka. Dodaj roztwór kwasu lub zasady do białka. Otaczające środowisko powinno mieć pH powyżej 10 lub poniżej 4, aby sprzyjać denaturacji. Jeśli indukujesz zmianę kwasem, pH powinno wynosić od 2 do 5.
Zmiana pH może jonizować aminokwas, w zależności od pKa każdej grupy funkcyjnej w tym aminokwasie. Można również zjonizować grupę aminową lub karboksylową obecną w aminokwasie
Krok 4. Wypróbuj sole metali ciężkich
Metale ciężkie mogą rozerwać wiązania w białku, powodując utratę jego struktury. Sole metali ciężkich, takich jak rtęć i ołów, mogą być używane do denaturacji różnych białek. Takie sole są dostępne u większości dostawców chemikaliów i powinny być zawsze używane z ostrożnością i odpowiednim wyposażeniem ochronnym, w tym rękawicami i ochroną oczu.
Metale ciężkie mogą wchodzić w interakcje z funkcjonalnymi grupami łańcucha bocznego białka, tworząc kompleksy. Metale ciężkie utleniają również aminokwasowe łańcuchy boczne białka
Metoda 2 z 2: Renaturyzacja białek
Krok 1. Sprawdź, czy białko może się powtórnie sfałdować
Niektóre formy denaturacji są trwałe, inne można cofnąć. Na przykład gotowania jajka lub mięsa nie można cofnąć, ale białko wystawione na działanie wysokiego pH może odzyskać kształt, gdy zostanie umieszczone w bardziej neutralnym środowisku.
To, czy białko może się ponownie sfałdować, będzie zależeć od jego DNA. DNA będzie zawierało informacje potrzebne do powrotu białka do stanu natywnego
Krok 2. Usuń czynnik denaturujący
Przywróć środowisko wokół białka do zastoju i usuń element denaturujący. Na przykład usuń kwas lub zasadę lub przenieś białko z powrotem do bardziej rozsądnej temperatury.
Krok 3. Użyj zestawu do renaturyzacji
Wiele firm dostarczających materiały laboratoryjne sprzedaje zestawy do renaturacji, które umożliwiają przesiewanie najlepszych parametrów w celu zachęcenia do renaturacji. Takie zestawy mogą być szczególnie przydatne, jeśli patrzysz na białka w warunkach laboratoryjnych lub eksperymentalnych.
Porady
- Zdenaturowane białko traci swoją strukturę czwartorzędową, trzeciorzędową i drugorzędową, która jest widoczna w stanie natywnym, ale jego struktura pierwotna pozostanie.
- Zdenaturowane białko traci również część swojej bioaktywności, w niektórych przypadkach, tak jak w przypadku enzymów, tracąc zdolność do funkcjonowania. Na przykład substraty mogą nie być już w stanie wiązać się z enzymami, które zostały zdenaturowane.
- Zdenaturowane białko może stracić swoją rozpuszczalność w roztworze.
- Możesz również denaturować kwasy nukleinowe przy użyciu technik laboratoryjnych do rozdzielenia nici.
