Avainero proteiinien denaturaation ja hydrolyysin välillä on, että proteiinien denaturoinnissa proteiini menettää kolmiulotteisen rakenteensa ja toimintansa, kun taas proteiinihydrolyysissä proteiinit muuntuvat pääasiassa yksittäisiksi aminohapoiksi entsyymien avulla.
Proteiinit ovat makromolekyylejä, jotka koostuvat aminohapoista. Proteiinissa on satoja tai tuhansia aminohappoja sitoutuneena toisiinsa. Toimivan proteiinin muodostamiseksi polypeptidiketjut ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa ja muodostavat molekyylinsisäisen sidoksen muodostaen proteiinin ainutlaatuisen kolmiulotteisen rakenteen. Proteiinin lopullinen muoto on energeettisesti edullisin ja vakaa. Lisäksi se on biologisesti aktiivinen. Proteiinin 3D-rakenteessa on tuhansia kemiallisia sidoksia. Jotkut tekijät häiritsevät proteiinin kolmiulotteista rakennetta tai lopullista muotoa. Siksi proteiini menettää muotonsa ja toimintansa. Kutsumme sitä proteiinien denaturaatioksi. Proteiinihydrolyysi hajottaa proteiinin sen yksittäisiksi aminohapoiksi. Sen tekevät pohjimmiltaan entsyymit.
Mitä on proteiinien denaturaatio?
Proteiineilla on ainutlaatuiset kolmiulotteiset muodonsa. Kolmiulotteinen rakenne on erittäin tärkeä proteiinille sen spesifisen toiminnan vuoksi. Eri syistä johtuen proteiini voi kuitenkin menettää muotonsa ja toimintansa. Kutsumme tätä prosessia proteiinien denaturaatioksi. Proteiinit menettävät muotonsa, kun proteiinin sekundääri- ja tertiaarisista rakenteista vastaava sitoutuminen ja vuorovaikutus katkeavat. Korkea lämpötila, pH-muutokset, tietyt kemikaalit ja altistuminen säteilylle jne. voivat denaturoida proteiineja. Lisäksi proteiinit voidaan denaturoida käsittelemällä emäksisellä tai hapolla, hapettimilla tai pelkistysaineilla ja tietyillä orgaanisilla liuottimilla, kuten etanolilla tai asetonilla. Urea ja guanidiniumkloridi ovat kaksi yleisimmin käytettyä denaturointiainetta.
Kuva 01: Proteiinien denaturaatio
Proteiinin denaturoituminen on peruuttamatonta äärimmäisissä tilanteissa. Harvoin denaturoidun proteiinin alkuperäinen rakenne voidaan regeneroida. Jos primäärirakenne ja muut tekijät ovat ehjät, joskus on mahdollista renaturaatio (käänteinen denaturaatio).
Mikä on proteiinihydrolyysi?
Proteiinihydrolyysi tarkoittaa proteiinien muuntamista aminohappoiksi ja peptideiksi. Se voidaan tehdä sekä entsymaattisesti että kemiallisesti. Hydrolyysin aikana aminohappojen väliset sidokset katkeavat, jotta muodostuu vapaita aminohappoja. Proteiinihydrolyysi tapahtuu luonnollisesti organismeissa entsyymien, kuten haiman proteaasien jne., vaikutuksesta. Kun syömme proteiinipitoista ruokaa, ne hydrolysoituvat pieniksi peptideiksi ruoansulatusprosessin aikana entsyymien vaikutuksesta.
Kuva 02: Proteiinihydrolyysi
Proteiinin hydrolyysi on tärkeä, koska se mahdollistaa yksittäisten aminohappojen eristämisen. Esimerkiksi histidiini voidaan eristää punasoluista. Samoin kystiini voidaan eristää hiusten hydrolyysistä. Joissakin tapauksissa, kun on tarpeen määrittää näytteen aminohappojen kokonaispitoisuus, on suoritettava useita hydrolyysimenetelmiä. Happohydrolyysi on yleisin proteiinianalyysitekniikka. Lisäksi alkalista hydrolyysiä voidaan käyttää myös tryptofaanin mittaamiseen. Siksi proteiinien hydrolyysin valintamenetelmä riippuu niiden lähteistä.
Mitkä ovat yhtäläisyydet proteiinien denaturaation ja hydrolyysin välillä?
- Proteiinin denaturaatio ja hydrolyysi aiheuttavat muutoksia proteiinin rakenteeseen.
- Denaturaatio edeltää usein hydrolyysiä.
- Lämpötila ja pH ovat kaksi yleistä tekijää, jotka vaikuttavat sekä denaturaatioon että hydrolyysiin.
Mitä eroa on proteiinien denaturaatiolla ja hydrolyysillä?
Proteiinien denaturaatio saa proteiinit menettämään kolmiulotteisen muotonsa, kun taas proteiinien hydrolyysi muodostaa vapaita aminohappoja ja peptidejä. Joten tämä on avainero proteiinien denaturaation ja hydrolyysin välillä. Lisäksi proteiinien denaturoituminen tapahtuu korkean lämpötilan, pH-muutosten, tiettyjen kemikaalien jne. vuoksi. Proteiinihydrolyysi voidaan tehdä käyttämällä entsyymejä ja kemikaaleja.
Alla infografiassa on lisää eroja proteiinien denaturoinnin ja hydrolyysin välillä.
Yhteenveto – proteiinien denaturaatio vs hydrolyysi
Proteiinin denaturaatiolla tarkoitetaan proteiinin sekundaarisen tai tertiaarisen rakenteen hajoamista, erityisesti alfa-heliksi- ja beetalevyjen tuhoutumista. Proteiinin primaarirakenne säilyy kuitenkin denaturoinnin jälkeenkin. Yleisin havainto proteiinia denaturoitaessa on saostuminen tai koagulaatio. Proteiinihydrolyysillä tarkoitetaan proteiinien muuntamista aminohapoiksi ja peptideiksi. Se on tärkeä prosessi yksittäisten aminohappojen eristämisessä. Siten tämä tiivistää eron proteiinien denaturaation ja hydrolyysin välillä.
