stato denaturato
stato denaturato
Stato in cui si possono trovare le macromolecole biologiche come le proteine, detto anche stato non ripiegato o srotolato (unfolded), in cui esse formano una struttura simile a un random coil (gomitolo statistico o gomitolo casuale) dove sono biologicamente inattive. Il random coil è un gruppo di conformazioni fluttuanti e totalmente disordinate assunte dalle proteine denaturate (ma anche dai polimeri sintetici) in soluzione, grazie all’azione di agenti denaturanti come l’urea o il cloruro di guanidinio. Questi agiscono rendendo più labili le interazioni non covalenti esistenti nella proteina (o nel polimero) generando così una struttura disorganizzata ed estremamente flessibile che, variando continuamente e casualmente la sua conformazione in soluzione, forma appunto il gomitolo statistico. Una proteina si denatura spontaneamente quando l’energia libera di Gibbs, G, dello stato srotolato è minore dell’energia libera dello stato nativo (in un processo spontaneo G assume il valore minimo). L’energia libera di questi due stati dipende dalle variabili termodinamiche, per es. dalla temperatura. A bassa temperatura è minore la G dello stato ripiegato, mentre ad alta temperatura è minore la G dello stato denaturato. In generale, note le energie libere rispettive, per capire quale dei due stati è quello prevalente in condizioni termodinamiche date, basta calcolare la loro differenza. Lo stato ripiegato ha una bassa entropia e una bassa entalpia, mentre lo stato denaturato ha una elevata entropia e una elevata entalpia. Dato che i due termini hanno segno opposto (ΔG=ΔH–TΔS) si ha che a bassa temperatura, dove sono stabili le proteine ripiegate, prevale il fattore energetico, mentre ad alta temperatura, dove sono stabili le proteine non ripiegate, prevale il fattore entropico.