Wat is eiwitdenaturatie?

Wat is eiwitdenaturatie? Wat zijn de oorzaken en gevolgen?

 

Eiwitdenaturatie ver­wijst naar het pro­ces waar­bij de struc­tuur van een eiwit wordt ver­an­derd zon­der dat de pri­mai­re ami­no­zuur­se­quen­tie wordt aangetast.

Dit kan lei­den tot het ver­lies van de bio­lo­gi­sche func­tie van het eiwit.

Eiwitten heb­ben com­plexe struc­tu­ren die essen­ti­eel zijn voor hun spe­ci­fie­ke func­ties, zoals enzy­ma­ti­sche acti­vi­tei­ten, sig­naal­trans­duc­tie, cel­struc­tuur­on­der­steu­ning, en trans­port van moleculen.

Eiwitdenaturatie ver­stoort deze func­ties door de ruim­te­lij­ke struc­tuur van het eiwit te veranderen.

 

Oorzaken van eiwitdenaturatie

Eiwitdenaturatie kan door ver­schil­len­de fac­to­ren wor­den veroorzaakt.

 

Hitte

Verhoogde tem­pe­ra­tu­ren kun­nen de water­stof­brug­gen en ande­re zwak­ke inter­ac­ties die de secun­dai­re en ter­ti­ai­re struc­tuur van eiwit­ten sta­bi­li­se­ren, ver­bre­ken. Een voor­beeld daar­van bij bomen is zon­ne­brand of schors­brand.

 

Zuren of basen

Extreme pH-waarden kun­nen de ladin­gen op de ami­no­zu­ren van eiwit­ten ver­an­de­ren, wat leidt tot ver­sto­ring van de ioni­sche bin­din­gen en ande­re interacties.

Organische oplosmiddelen

Stoffen zoals alco­hol kun­nen de hydro­fo­be inter­ac­ties bin­nen eiwit­ten verstoren.

Zware metalen

Ionen zoals lood of kwik kun­nen ster­ke inter­ac­ties met eiwit­ten aan­gaan, waar­door ze de nor­ma­le bin­din­gen bin­nen het eiwit verstoren.

Mechanische schudding

In som­mi­ge geval­len kan fysie­ke agi­ta­tie lei­den tot dena­tu­ra­tie door de struc­tuur van eiwit­ten te verstoren.

 

Gevolgen

Wanneer een eiwit zijn struc­tuur ver­liest, kan het zijn spe­ci­fie­ke func­tie niet meer effec­tief vervullen.

Dit kan ern­sti­ge gevol­gen heb­ben voor cel­lu­lai­re pro­ces­sen en is een voor­naam ken­merk van vele ziek­tes. Waaronder neu­ro­de­ge­ne­ra­tie­ve ziek­ten zoals Alzheimer en Parkinson, waar abnor­ma­le eiwit­vou­wing en aggre­ga­tie een rol spelen.

In de con­text van cel­lu­lai­re stress, zoals bloot­stel­ling aan hoge tem­pe­ra­tu­ren (hitte-shock of zon­ne­brand bij bomen), kan dena­tu­ra­tie lei­den tot cel­lu­lai­re scha­de en zelfs celdood.

Cellen heb­ben mecha­nis­men zoals de pro­duc­tie van hitte-shock-eiwitten, die hel­pen bij het refol­den van gede­na­tu­reer­de eiwit­ten en het voor­ko­men van de vor­ming van scha­de­lij­ke eiwitaggregaten.

Eiwitdenaturatie speelt ook een belang­rij­ke rol in veel indu­stri­ë­le en voed­sel­ver­wer­kings­pro­ces­sen. Een mooi voor­beeld hier­van is het koken van eie­ren, waar het eiwit in zowel het eiwit als het eigeel dena­tu­reert en stolt. Waardoor zowel de struc­tuur en tex­tuur veranderen.

Ook bij bomen waar­bij eiwit­ten dena­tu­re­ren, omwil­le van wel­ke reden ook, zoals bij­voor­beeld bij schors­brand, wordt de fysi­o­lo­gi­sche wer­king van het getrof­fen boom­deel, in dit geval de bast en het flo­ëem, verstoord.