Ključna razlika med denaturacijo in razgradnjo beljakovin je v tem, da so pri denaturaciji beljakovin porušene kvartarne, terciarne in sekundarne strukture, vendar primarna struktura ostane nedotaknjena, medtem ko je pri razgradnji beljakovin primarna struktura beljakovin uničen, vendar sekundarna, terciarna struktura še vedno ostaja nedotaknjena.
Denaturacija in razgradnja beljakovin sta ključna koraka pri predelavi beljakovin v celici. So izjemno pomembni celični procesi. Pri denaturaciji proteina protein izgubi svojo biološko aktivnost, ker je biološka funkcija neposredno odvisna od njegove strukture. Vendar imajo lahko razgrajene beljakovine še vedno sekundarno ali terciarno strukturo.
Kaj je denaturacija beljakovin?
Denaturacija je proces, v katerem protein izgubi svojo kvartarno strukturo, terciarno strukturo in sekundarno strukturo, ki je prisotna v izvornem stanju. Toda primarna struktura beljakovin ostaja nedotaknjena. To je mogoče doseči z uporabo zunanjih napetosti, spojin, kot je močna kislina ali baza, koncentrirana anorganska sol, organsko topilo (alkohol, kloroform) in sevanjem ali toploto. Če se beljakovine v celici denaturirajo, pride do motenj celične aktivnosti, po možnosti do celične smrti. Pri denaturaciji proteina ta izgubi svojo biološko funkcijo. Denaturirani proteini imajo lahko širok razpon značilnosti, kot so konformacijske spremembe, izguba topnosti in agregacija zaradi izpostavljenosti hidrofobnim skupinam. Denaturirani proteini izgubijo svojo 3D strukturo; zato ne morejo delovati, kot je bilo omenjeno prej.
Slika 01: Denaturacija beljakovin
Pravilno zvijanje beljakovin pomaga globularnim ali membranskim beljakovinam, da pravilno opravljajo svoje delo. Za pravilno delovanje jih je treba zložiti v pravo obliko. Vendar pa so H vezi, ki igrajo ključno vlogo pri zvijanju, precej šibke in zato nanje zlahka vplivajo toplota, kislost, spremenljiva koncentracija soli in drugi stresi, ki lahko denaturirajo protein. Zato je homeostaza izjemno pomembna pri mnogih oblikah življenja. Pogoste primere lahko opazimo pri kuhanju različnih živil, na primer kuhana jajca postanejo trda in kuhano meso postane trdo.
Kaj je razgradnja beljakovin?
Razgradnja beljakovin lahko poteka znotrajcelično ali zunajcelično. Pri razgradnji proteina se primarna struktura proteina uniči, sekundarna in terciarna struktura pa ostaneta nedotaknjeni. Pri prebavi hrane se prebavni encim sprosti v okolje za zunajcelično prebavo. Proteolitična cepitev razgradi beljakovine v manjše peptide in aminokisline, tako da se lahko zlahka absorbirajo. Pri živalih se hrana lahko predeluje zunajcelično v specializiranih organih ali črevesju. Toda pri mnogih bakterijah se hrana lahko predela z internalizacijo s fagocitozo.
Slika 02: Razgradnja beljakovin
Razgradnjo mikrobnih beljakovin v okolju je mogoče regulirati z razpoložljivostjo hranil. Znotrajcelično razgradnjo beljakovin lahko dosežemo na dva načina: proteolizo v lizosomih ali od ubikvitina odvisen proces, ki cilja neželene beljakovine na proteosome. Vendar pa lahko pri razgradnji beljakovin v nekaterih primerih beljakovina še vedno opravlja svojo biološko funkcijo.
Kakšne so podobnosti med denaturacijo in razgradnjo beljakovin?
- Oba izraza sta povezana z beljakovinami.
- Vezi v beljakovinah se razgradijo v obeh procesih.
- Oboje je izjemno pomembno za delovanje celic.
- Struktura naravnega proteina se spremeni v obeh procesih.
Kakšna je razlika med denaturacijo in razgradnjo beljakovin?
Denaturacija je odvijanje strukture beljakovin. To pomeni; izguba njegove sekundarne, terciarne ali kvartarne strukture zaradi izpostavljenosti fizikalnemu ali kemičnemu dejavniku. Toda primarna struktura ostane nedotaknjena, ker so kovalentne vezi med aminokislinami veliko močnejše. Vendar pa se pri razgradnji beljakovin uniči primarna struktura. To pomeni; se prekinejo kovalentne vezi med različnimi aminokislinami. To je torej ključna razlika med denaturacijo in razgradnjo beljakovin. Poleg tega pri denaturaciji proteina protein izgubi svojo biološko aktivnost, ker je funkcija neposredno odvisna od njegove strukture, medtem ko imajo lahko razgrajeni proteini še vedno sekundarno ali terciarno strukturo, tako da lahko v nekaterih primerih še vedno opravljajo svojo biološko funkcijo.
Spodaj je povzetek razlike med denaturacijo in razgradnjo beljakovin v obliki tabele.
Povzetek – Denaturacija proti razgradnji beljakovin
Denaturacija beljakovin vključuje uničenje tako sekundarne kot terciarne strukture. Toda primarna struktura ostaja nedotaknjena. Vendar pa se pri razgradnji beljakovin uniči primarna struktura. Pri denaturaciji proteina ta izgubi svojo biološko aktivnost. Po drugi strani pa imajo beljakovine pri razgradnji v nekaterih primerih še vedno svojo biološko funkcijo. To torej povzema razliko med denaturacijo in razgradnjo beljakovin.
