Kľúčový rozdiel medzi denaturáciou a degradáciou proteínu je ten, že pri denaturácii proteínu sú kvartérne, terciárne a sekundárne štruktúry narušené, ale primárna štruktúra zostáva nedotknutá, zatiaľ čo pri degradácii proteínu je primárna štruktúra proteínu zničené, ale sekundárna, terciárna štruktúra stále zostáva nedotknutá.
Denaturácia a degradácia proteínov sú kľúčové kroky pri spracovaní proteínov v bunke. Sú to mimoriadne dôležité bunkové procesy. Pri denaturácii proteínu stráca proteín svoju biologickú aktivitu, pretože biologická funkcia je priamo závislá od jeho štruktúry. Degradované proteíny však stále môžu mať sekundárnu alebo terciárnu štruktúru.
Čo je denaturácia bielkovín?
Denaturácia je proces, pri ktorom proteín stráca svoju kvartérnu štruktúru, terciárnu štruktúru a sekundárnu štruktúru prítomnú v prirodzenom stave. Ale primárna štruktúra proteínov zostáva nedotknutá. Dá sa to dosiahnuť pôsobením vonkajších napätí, zlúčenín ako silná kyselina alebo zásada, koncentrovaná anorganická soľ, organické rozpúšťadlo (alkohol, chloroform) a žiarenie alebo teplo. Ak sú proteíny v bunke denaturované, vedie to k narušeniu bunkovej aktivity, prípadne k bunkovej smrti. Pri denaturácii bielkovín stráca bielkovina svoju biologickú funkciu. Denaturované proteíny môžu mať širokú škálu charakteristík, ako sú konformačné zmeny, strata rozpustnosti a agregácia v dôsledku vystavenia hydrofóbnym skupinám. Denaturované proteíny strácajú svoju 3D štruktúru; preto nemôžu fungovať, ako už bolo spomenuté.
Obrázok 01: Denaturácia bielkovín
Správne skladanie proteínov pomáha guľovitým alebo membránovým proteínom vykonávať svoju prácu správne. Na dosiahnutie správnej funkcie musia byť zložené do správneho tvaru. Avšak H väzby, ktoré hrajú kľúčovú úlohu pri skladaní, sú dosť slabé, a preto sú ľahko ovplyvnené teplom, kyslosťou, meniacou sa koncentráciou soli a inými stresmi, ktoré môžu denaturovať proteín. Preto je homeostáza mimoriadne dôležitá v mnohých formách života. Bežné príklady možno pozorovať pri varení rôznych jedál, ako napríklad uvarené vajcia stvrdnú a uvarené mäso stvrdne.
Čo je degradácia bielkovín?
Degradácia bielkovín môže prebiehať intracelulárne alebo extracelulárne. Pri degradácii proteínu je primárna štruktúra proteínu zničená, ale sekundárna a terciárna štruktúra zostáva nedotknutá. Pri trávení potravy sa tráviaci enzým uvoľňuje do prostredia na extracelulárne trávenie. Proteolytické štiepenie štiepi proteíny na menšie peptidy a aminokyseliny, takže môžu byť ľahko absorbované. U zvierat môže byť potrava spracovaná extracelulárne v špecializovaných orgánoch alebo črevách. Ale v mnohých baktériách môže byť jedlo spracované internalizáciou prostredníctvom fagocytózy.
Obrázok 02: Degradácia bielkovín
Mikrobiálnu degradáciu proteínov v prostredí možno regulovať dostupnosťou živín. Degradáciu intracelulárnych proteínov možno dosiahnuť dvoma spôsobmi: proteolýzou v lyzozómoch alebo procesom závislým od ubikvitínu, ktorý cieli nežiaduce proteíny na proteozómy. Avšak pri degradácii proteínov môže mať proteín v niektorých prípadoch stále svoju biologickú funkciu.
Aké sú podobnosti medzi denaturáciou a degradáciou bielkovín?
- Oba termíny sa spájajú s bielkovinami.
- Väzby v proteínoch sa rozkladajú v oboch procesoch.
- Obe sú mimoriadne dôležité pre funkciu buniek.
- Štruktúra natívneho proteínu sa mení v oboch procesoch.
Aký je rozdiel medzi denaturáciou a degradáciou bielkovín?
Denaturácia je rozvinutie proteínovej štruktúry. To znamená; strata jeho sekundárnej, terciárnej alebo kvartérnej štruktúry v dôsledku vystavenia fyzikálnym alebo chemickým faktorom. Ale primárna štruktúra zostáva nedotknutá, pretože kovalentné väzby medzi aminokyselinami sú oveľa silnejšie. Pri degradácii proteínov však dochádza k deštrukcii primárnej štruktúry. To znamená; kovalentné väzby medzi rôznymi aminokyselinami sú prerušené. Toto je kľúčový rozdiel medzi denaturáciou a degradáciou proteínu. Navyše pri denaturácii proteínu stráca proteín svoju biologickú aktivitu, pretože funkcia je priamo závislá od jeho štruktúry, zatiaľ čo degradované proteíny môžu mať stále sekundárnu alebo terciárnu štruktúru, takže v niektorých prípadoch môžu mať stále svoju biologickú funkciu.
Nižšie je zhrnutie rozdielu medzi denaturáciou a degradáciou bielkovín v tabuľkovej forme.
Zhrnutie – Denaturácia verzus degradácia bielkovín
Denaturácia proteínov zahŕňa deštrukciu sekundárnych aj terciárnych štruktúr. Ale primárna štruktúra zostáva nedotknutá. Pri degradácii proteínu je však primárna štruktúra zničená. Pri denaturácii proteínu stráca proteín svoju biologickú aktivitu. Na druhej strane, pri degradácii majú proteíny v niektorých prípadoch stále svoju biologickú funkciu. Toto sumarizuje rozdiel medzi denaturáciou a degradáciou bielkovín.
