Concetti Chiave
- Anfinsen's experiment demonstrated that the primary structure of a protein dictates its tertiary structure by showing that ribonuclease A can refold into its original shape after denaturation.
- During the experiment, ribonuclease A was unfolded using mercaptoethanol and urea, then refolded to its native state upon removal of these agents.
- Common denaturing agents include heat, extreme pH levels, high salt concentrations, and organic solvent mixtures, which disrupt weak interactions without breaking peptide bonds.
- Heat denaturation increases molecular oscillations, breaking weak bonds, while extreme pH can fully protonate or deprotonate proteins, hindering hydrogen bond formation.
- Salts and organic solvents replace intra-protein bonds with their own charges, altering protein structure without breaking peptide chains.
Esperimento di Anfinsen sulla ribonucleasi A
Anfinsen dimostrò che la struttura primaria determina quella terziaria. Egli prese delle ribonucleasiA, proteine molto piccole, nel loro stato nativo, in cui presentano 4 ponti di solfuro. Anfinsen ruppe questi legami con un agente riducente, il mercaptoetanolo, e con l’urea, un agente denaturante, che sostituisce i legami a-a con legami a-agente denaturante. La proteina si trova ora allo stato unfolded, non attivo. Anfinsen ha poi rimosso gli agenti denaturanti e il riducente, aspettandosi che le proteine assumessero tutte le conformazioni terziarie possibili, in realtà ottenne la conformazione di partenza; dimostrò così che la struttura primaria specifica per una particolare struttura terziaria.
Agenti denaturanti
Gli agenti denaturanti più comuni sono: calore, pH estremi, elevate concentrazioni saline e miscele di solventi organici. Importanti sottolineare che gli agenti denaturanti non rompono i legami peptidici; per romperli sarebbe infatti necessaria un’idrolisi acida che dura tre giorni, con HCl 6M, a 120/150°C e ad alte pressioni.
Il calore è un denaturante perché aumenta l’oscillazione delle molecole, inducendo la rottura delle interazioni deboli quindi si rompono i legami deboli; a pH estremi la proteina di protona o deprotona completamente, impedendo la formazione di legami idrogeno; i sali, essendo costituiti da cariche positive e negative, si sostituiscono ai legami intra-proteina, un discorso analogo può esser fatto per solventi organici.
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