Desnaturação

Definição

A desnaturação refere-se ao processo de distorção da estrutura secundária ou terciária da proteína, que pode ser classificada como desnaturação irreversível ou reversível.

A desnaturação define o desdobramento ou quebra de uma proteína, modificando sua estrutura tridimensional padrão. As proteínas podem ser desnaturadas por ação química, calor ou agitação, fazendo com que uma proteína se desdobre ou que suas cadeias polipeptídicas se tornem desordenadas, tipicamente deixando as moléculas não funcionais.

Em química, a desnaturação é definida como um processo no qual uma estrutura molecular se desvia de seu estado original quando exposta a um agente desnaturante.

Em biologia, exemplos de biomoléculas que desnaturam são proteínas e ácidos nucleicos (por exemplo, DNA). Uma proteína desnaturada, por exemplo, significa uma proteína cuja estrutura tridimensional (3D) é interrompida devido à exposição a certos fatores químicos ou físicos (chamados desnaturantes).

Os desnaturantes podem estar na forma de calor, radiação, ácido, solventes, etc. Quando uma proteína é exposta a um desnaturante, sua estrutura é alterada resultando na perda de sua atividade e função biológica inata. Além da proteína, o ácido nucléico, como o DNA, também pode ser desnaturado.

Expor o DNA ao calor, por exemplo, pode fazer com que sua estrutura 3D mude. Do estado original de fita dupla, ele pode se transformar em uma molécula de fita simples devido à dissociação das duas fitas por aquecimento.

O que é desnaturação?

Desnaturação significa tornar uma substância ineficaz para algum propósito sem alterar sua composição química.

O termo tem vários significados mais específicos, mas é mais comumente usado em conexão com proteínas e ácidos nucléicos.

Elas consistem em moléculas em forma de cadeia que podem se dobrar de várias maneiras para formar formas tridimensionais complexas.

Os elos das cadeias são mantidos juntos por fortes ligações covalentes, mas as dobras resultam de uma variedade de tipos de ligações que geralmente são mais fracas e que podem ser quebradas pelo calor e por vários agentes químicos.

As moléculas foram desnaturadas quando algumas ou todas essas ligações foram quebradas, fazendo com que perdessem sua forma, mas deixando as cadeias intactas e a composição química inalterada.

Estrutura de proteína e ácido nucléico

As proteínas são compostas de aminoácidos e estão organizadas em vários níveis estruturais diferentes. A estrutura primária é simplesmente a sequência de blocos de construção de aminoácidos que definem a proteína.

Esses blocos de construção são mantidos juntos por ligações covalentes conhecidas como ligações peptídicas. As estruturas secundária, terciária e quaternária descrevem os arranjos tridimensionais de subunidades de proteínas, proteínas inteiras e complexos de proteínas.

Essas estruturas resultam de cadeias de blocos de construção de aminoácidos que se dobram sobre si mesmas, devido à formação de vários tipos de ligações relativamente fracas entre unidades em diferentes partes da cadeia.

A estrutura secundária resulta da ligação de hidrogênio entre um átomo de hidrogênio em uma unidade de aminoácido e um átomo de oxigênio em outra.

Isso pode produzir uma formação em espiral ou semelhante a uma folha, ou uma combinação de ambas. A estrutura terciária resulta da formação de ligações entre essas bobinas e folhas, dando uma unidade de proteína tridimensional. A estrutura quaternária é formada pela união de duas ou mais dessas unidades.

Estruturas terciárias e quaternárias são mantidas juntas por uma variedade de tipos de ligações, incluindo ligações de hidrogênio. Também podem se formar ligações dissulfeto covalentes entre os átomos de enxofre em duas unidades de aminoácidos. As “pontes de sal” se formam quando partes de moléculas com cargas opostas se atraem de maneira semelhante às ligações iônicas encontradas nos sais.

A desnaturação geralmente não afeta a estrutura primária, mas causa a degradação dos complexos arranjos tridimensionais das proteínas.

A maioria das funções das proteínas resulta de características químicas decorrentes dos arranjos tridimensionais das cadeias de aminoácidos, de modo que a degradação dessas estruturas geralmente resulta em perda da função da proteína. As enzimas são uma classe importante de proteínas em que as formas das moléculas são cruciais para suas funções.

Os ácidos nucléicos, como DNA e RNA, têm duas fitas constituídas de unidades conhecidas como bases. Os fios são unidos em uma forma de dupla hélice por ligações de hidrogênio entre bases em lados opostos.

Durante a desnaturação, os fios são separados pela quebra dessas ligações.

Causas de desnaturação

Vários fatores podem causar a desnaturação de proteínas e ácidos nucléicos. O aquecimento faz com que as moléculas vibrem com mais vigor, o que pode levar à quebra de ligações, especialmente as mais fracas.

Muitas proteínas serão desnaturadas se forem aquecidas a temperaturas acima de 105,8 ° F (41 ° C), devido à quebra das ligações de hidrogênio.

Um exemplo conhecido é a mudança que ocorre na clara do ovo quando ela é aquecida: a proteína albumina é desnaturada e se transforma de um gel transparente em um sólido branco.

As proteínas também são desnaturadas quando os alimentos são cozidos, um processo que mata microorganismos prejudiciais.

A desnaturação também pode ser causada por vários agentes químicos. Ácidos e bases fortes, devido à sua natureza iônica, interagem com as pontes de sal que ajudam a manter unidas as estruturas terciárias das proteínas.

As partes carregadas positiva e negativamente desses compostos são atraídas para as partes com carga oposta de uma ponte de sal de proteína, quebrando a ligação entre as diferentes partes da cadeia da proteína.

Os sais de alguns metais também podem ter esse efeito.

As ligações dissulfeto covalentes também podem ser quebradas, levando à desnaturação. Compostos de alguns metais pesados, como chumbo, mercúrio e cádmio, podem fazer isso, porque se ligam facilmente ao enxofre. A ligação enxofre-enxofre também pode ser quebrada quando cada átomo de enxofre se liga a um átomo de hidrogênio. Alguns agentes redutores produzirão esse efeito.

Vários solventes orgânicos também podem ter um efeito desnaturante, quebrando as ligações de hidrogênio entre os aminoácidos que mantêm a estrutura terciária. Um exemplo é o etanol, comumente chamado de álcool. Ele forma ligações de hidrogênio próprias com partes de moléculas de proteína, substituindo as originais.

Álcool desnaturado

O termo “desnaturação” às vezes é usado para se referir ao processo de tornar comida ou bebida não comestível, mas ainda útil para alguma função além do consumo.

O exemplo mais comum disso é o álcool desnaturado, também conhecido como álcool desnaturado.

O produto é frequentemente usado como solvente ou combustível, e os impostos cobrados sobre o álcool para beber podem ser evitados quando ele é usado para outros fins, caso seja tornado intragável.

O álcool em si não é quimicamente alterado, mas aditivos, geralmente metanol, o tornam tóxico.

Desnaturação de uma proteína

O que é álcool desnaturado?

O álcool desnaturado é uma forma alterada de etanol que se tornou intencionalmente desagradável ou mesmo venenosa. O objetivo por trás da adição dessas substâncias desnaturantes ao etanol é evitar que as pessoas o consumam. Isso pode permitir que um governo arrecade menos ou nenhum imposto sobre o álcool desnaturado do que sobre o etanol destinado ao consumo humano.

Muitos agentes diferentes podem ser usados para desnaturar o álcool, e cada governo tem seus próprios regulamentos sobre as fórmulas aceitáveis.

Uma das principais qualificações para selecionar um agente desnaturante é que ele não deve ser facilmente removido do etanol.

O álcool etílico comumente usado em tudo, desde enxaguatórios bucais a agentes de limpeza, é quimicamente idêntico ao tipo de álcool encontrado no uísque, vodka, tequila e outras bebidas alcoólicas.

Uma vez que muitos governos dependem da pesada tributação dessas bebidas, a desnaturação de parte do álcool para uso industrial e doméstico pode permitir a tributação seletiva apenas do etanol que se destina ao consumo humano. Se o processo de desnaturação não fosse executado, as pessoas poderiam comprar e consumir etanol puro e barato, destinado ao uso industrial, e efetivamente contornar várias leis e impostos sobre bebidas alcoólicas.

Cada governo que exige a desnaturação do álcool tem políticas próprias que servem para regular o processo. Nos Estados Unidos, o governo tem cerca de 100 ingredientes diferentes permitidos no álcool desnaturado, além de cerca de 60 fórmulas específicas. Cada fórmula estipula os tipos de agentes desnaturantes que podem ser usados, além das proporções que eles precisam ser adicionados. Às vezes, as empresas têm alguma latitude na escolha dos agentes desnaturantes autorizados a usar, pois vários produtos podem ter requisitos diferentes.

Um dos principais agentes desnaturantes comumente adicionado ao etanol é o álcool metílico, razão pela qual o termo “álcool metilado” é às vezes usado. O metanol, que é feito de uma variedade de matérias-primas como madeira e carvão, é altamente tóxico. Ele também tem um ponto de ebulição semelhante ao do etanol, o que torna os dois destilados difíceis de separar depois de misturados em uma solução.

Outros agentes desnaturantes são escolhidos por características semelhantes, e é normalmente um requisito que qualquer produto de álcool desnaturado não seja facilmente reduzido nos ingredientes do componente por meio de processos como precipitação, destilação e extração com solvente.

Alguns países também exigem que o álcool desnaturado seja tingido de azul claro ou roxo para reduzir a probabilidade de ingestão acidental.

Desnaturação – Biologia

A desnaturação, em biologia, é o processo de modificação da estrutura molecular de uma proteína. A desnaturação envolve a quebra de muitas das ligações fracas, ou ligações (por exemplo, ligações de hidrogênio), dentro de uma molécula de proteína que são responsáveis pela estrutura altamente ordenada da proteína em seu estado natural (nativo).

As proteínas desnaturadas têm uma estrutura mais solta e aleatória; a maioria é insolúvel. A desnaturação pode ser realizada de várias maneiras – por exemplo, por aquecimento, por tratamento com álcali, ácido, ureia ou detergentes e por agitação vigorosa.

A estrutura original de algumas proteínas pode ser regenerada após a remoção do agente desnaturante e restauração de condições que favorecem o estado nativo.

As proteínas sujeitas a esse processo, denominado renaturação, incluem a albumina sérica do sangue, a hemoglobina (o pigmento transportador de oxigênio dos glóbulos vermelhos) e a enzima ribonuclease.

A desnaturação de muitas proteínas, como a clara do ovo, é irreversível. Uma consequência comum da desnaturação é a perda de atividade biológica (por exemplo, perda da capacidade catalítica de uma enzima).

Fonte: bio.libretexts.org/www.beckman.com/www.biologyonline.com/ib.bioninja.com.au/Encyclopaedia Britannica/www.auburn.wednet.edu/www.ifst.org/www.wisegeek.org/chemistry.elmhurst.edu