Номер 4, страница 103 - гдз по химии 10 класс учебник Габриелян, Остроумов

4. Что называют денатурацией белка? Какие факторы могут её вызвать?

Что называют денатурацией белка?

Денатурация белка — это процесс нарушения нативной (естественной) пространственной структуры белковой молекулы под воздействием различных внешних факторов. В ходе денатурации происходит разрушение высших уровней организации белка: четвертичной, третичной и вторичной структур. Эти структуры поддерживаются относительно слабыми связями, такими как водородные, ионные, гидрофобные и дисульфидные мостики. Важно отметить, что первичная структура белка, то есть последовательность аминокислот, соединенных прочными пептидными связями, при денатурации обычно не затрагивается.

В результате утраты своей уникальной трехмерной конформации белок теряет свои биологические функции (например, каталитическую, транспортную, регуляторную). Денатурация может быть обратимой (если воздействие было слабым и его можно прекратить, белок может самопроизвольно восстановить свою структуру и функцию — этот процесс называется ренатурацией) и необратимой (при сильном или длительном воздействии, как, например, при варке куриного яйца).

Какие факторы могут её вызвать?

Факторы, вызывающие денатурацию, принято делить на две большие группы: физические и химические.

К физическим факторам относятся:

• Высокая температура: Нагревание приводит к увеличению колебаний атомов в молекуле, что разрывает слабые нековалентные связи.
• Излучение: Рентгеновское, ультрафиолетовое и ионизирующее излучение несут достаточно энергии для разрушения структуры белка.
• Механическое воздействие: Сильное встряхивание, перемешивание, высокое давление или воздействие ультразвуком могут механически разрушить пространственную структуру.

К химическим факторам относятся:

• Крайние значения pH: Воздействие сильных кислот или щелочей изменяет состояние ионизации боковых групп аминокислот, что нарушает ионные и водородные связи, поддерживающие структуру белка.
• Соли тяжелых металлов: Ионы таких металлов, как свинец (Pb²⁺), ртуть (Hg²⁺), серебро (Ag⁺), связываются с сульфгидрильными группами аминокислоты цистеина и карбоксильными группами, разрушая третичную структуру.
• Органические растворители: Вещества, такие как этанол, метанол, ацетон, нарушают гидрофобные взаимодействия, которые играют ключевую роль в сворачивании белка в глобулу.
• Детергенты (ПАВ): Подобно органическим растворителям, они разрушают гидрофобные взаимодействия.
• Концентрированные растворы некоторых веществ: Например, мочевина или гуанидинхлорид, которые образуют новые водородные связи с белковой молекулой, конкурируя с внутримолекулярными связями.

Ответ: Денатурация белка – это процесс утраты его природной пространственной структуры (вторичной, третичной и четвертичной) под действием различных факторов, что приводит к потере его биологических функций. Первичная структура при этом, как правило, сохраняется. Основные факторы, вызывающие денатурацию: физические (например, высокая температура, излучение, механическое воздействие) и химические (например, действие сильных кислот и щелочей, солей тяжелых металлов, органических растворителей).