Dénaturation

dans le Dénaturation Les biomolécules telles que les protéines et les acides nucléiques perdent leur activité biologique en raison de changements structurels. Cependant, la structure primaire des biomolécules est conservée. Il existe des processus de dénaturation à la fois nécessaires et nocifs dans le corps.

Qu'est-ce que la dénaturation?

La dénaturation fait référence à la destruction de la structure secondaire, tertiaire et quaternaire des protéines et des acides nucléiques par des influences physiques et chimiques. Les influences physiques représentent la chaleur, la pression ou le rayonnement à haute énergie. Chimiquement, la dénaturation est causée par des acides, des alcalis, des chaotropes, des détergents, de l'alcool ou d'autres composés.

Malgré ces changements structurels, cependant, la structure principale est conservée. La structure primaire est caractérisée par la séquence des acides aminés dans les protéines ou des bases azotées dans les acides nucléiques. La structure secondaire décrit le repliement des biomolécules sous l'influence des liaisons hydrogène, des interactions polaires, des liaisons ioniques et des interactions hydrophobes. Hormis la formation de ponts disulfure entre divers acides aminés soufrés, les autres liaisons covalentes ne sont pas modifiées.

Dans la structure tertiaire, les structures spatiales se forment dans une chaîne biomoléculaire à travers les plis. La structure quaternaire est caractérisée par la formation de la structure spatiale avec plusieurs chaînes. Les protéines et les acides nucléiques ne développent leur activité biologique que par la formation de la structure secondaire, tertiaire et quaternaire.

Dans le cas de la dénaturation, ces structures sont détruites par la dissolution des liaisons physiques entre les groupes d'atomes individuels et la liaison chimique au sein des groupes disulfure. Bien que la structure primaire soit conservée, l'activité biologique est perdue.

Des dénaturations ont lieu constamment à la fois à l'extérieur et à l'intérieur du corps. Un exemple typique de dénaturation est le durcissement de l'œuf pendant la cuisson. La plupart des dénaturations sont irréversibles. Mais ils peuvent aussi être réversibles.

Fonction et tâche

La dénaturation a lieu constamment dans les organismes animaux et humains. Les protéines alimentaires doivent d'abord être préparées pour la division chimique en acides aminés individuels. Ceci n'est pas possible sans exposition des structures secondaires, tertiaires ou quaternaires. Les peptidases ne peuvent devenir actives que lorsque la chaîne protéique est dépliée.

Dans l'estomac, l'influence de l'acide gastrique conduit à la dénaturation des protéines alimentaires. Après avoir traversé le portier, le chyme préparé est ensuite décomposé chimiquement par les enzymes digestives du pancréas. Les glucides, les graisses et les protéines sont décomposés en monomères correspondants. Sous l'influence des peptidases, les protéines alimentaires dénaturées produisent les acides aminés individuels, qui sont convertis en protéines propres à l'organisme.

L'agent de dénaturation dans l'estomac est l'acide gastrique, qui se compose en grande partie d'acide chlorhydrique. Cependant, l'acide gastrique ne décompose pas seulement les protéines alimentaires. Il détruit également de nombreux agents pathogènes ingérés avec les aliments par dénaturation.

La dénaturation des protéines et des acides nucléiques joue également un rôle important dans la défense immunitaire. Les particules de protéines étrangères (germes) et les cellules malades ou mortes sont absorbées et dissoutes par les soi-disant macrophages. Leur digestion a lieu dans les soi-disant lysosomes.Les lysosomes sont des organites cellulaires qui décomposent les substances étrangères et les propres substances du corps à l'aide d'enzymes. Les macrophages contiennent un nombre particulièrement important de lysosomes. À l'intérieur des lysosomes, il y a une valeur de pH faible (environnement acide). Là, les composants protéiques et acides nucléiques sont d'abord dénaturés puis décomposés par les enzymes digestives.

De plus, des températures élevées se produisent souvent lors d'une infection. En cas de fièvre, les germes sensibles sont également tués par dénaturation sous l'effet de la chaleur.

Les lysosomes ne sont pas seulement contenus dans les macrophages, mais également dans toutes les autres cellules du corps, car dans chaque cellule, les déchets et les composants protéiques inutilisables doivent être digérés. Les processus de dénaturation décrits jusqu'à présent sont vitaux pour l'organisme.

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Maladies et affections

Cependant, il existe également des processus pathologiques liés aux dénaturations qui ont lieu dans le corps. Dans le cas des infections, la fièvre ne tue pas seulement les germes, car des températures élevées à long terme peuvent également détruire les propres protéines de l'organisme. Ceci s'applique particulièrement aux enzymes très sensibles. Si la température corporelle dépasse 40 degrés pendant une longue période, de nombreuses enzymes deviennent inefficaces. Par conséquent, une fièvre très élevée est potentiellement mortelle pour l'organisme. Cependant, si la température élevée redescend dans les six heures, les dommages sont toujours réversibles.

La dénaturation des protéines est également causée par l'influence des métaux lourds. Les métaux lourds peuvent former des complexes avec des protéines. Cela modifie leurs structures tertiaires et quaternaires. Ici aussi, les enzymes sont particulièrement affectées. Par conséquent, les accumulations de métaux lourds dans l'organisme entraînent de graves maladies chroniques et parfois mortelles.

Dans le cas de brûlures chimiques avec des acides ou des bases, il s'agit également de la dénaturation des propres protéines de l'organisme dans la peau. La mort du tissu affecté déclenche des processus inflammatoires qui entraînent des démangeaisons et des réactions cutanées sévères. De plus, les brûlures entraînent une dénaturation des propres protéines de l'organisme dans la peau et le tissu conjonctif.

Les saignements abondants sont souvent traités avec de l'électricité à haute fréquence en médecine. La température du tissu est brièvement chauffée jusqu'à 80 degrés. En conséquence, la protéine tissulaire et les fibres du tissu conjonctif coagulent. Ainsi, la plaie peut être fermée efficacement.

De nombreuses maladies de la vieillesse sont également associées à des modifications de la structure secondaire et tertiaire des protéines. Bien que dans ces cas, il n'y ait pas de dénaturation complète, des plis et des plaques apparaissent, entre autres. Un exemple bien connu est celui des plaques séniles chez les patients atteints de la maladie d'Alzheimer. Les plaques séniles sont des dépôts de protéines dans le cerveau qui sont formés par des plis dans la structure tertiaire. Cependant, les causes de ce processus ne sont pas encore connues. L'influence de l'aluminium sur les changements structurels de la protéine de rosée est également discutée.