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低pHおよび高pHでタンパク質構造はどうなりますか?

タンパク質は、機能に不可欠な複雑な3次元構造を持つ複雑な分子です。この構造は、水素結合、静電相互作用、疎水性相互作用、ジスルフィド結合など、さまざまな相互作用によって維持されます。 周囲の環境のpHは、これらの相互作用、したがってタンパク質の構造と機能に大きな影響を与える可能性があります。

低PHおよび高pHでタンパク質構造に何が起こるかは次のとおりです。

低pH(酸性条件):

* サイドチェーンのプロトン化: 低pHでは、H+イオンの高濃度があります。これらのイオンは、アスパラギン酸やグルタミン酸などのアミノ酸の負に帯電した側鎖に結合し、それらを積極的に帯電させます。

* 静電相互作用の破壊: このプロトン化は、タンパク質構造を一緒に保持する静電相互作用を破壊します。 以前に引き付けられた積極的に帯電したサイドチェーンを惹きつけていた負に帯電したサイドチェーンは、現在忌避されています。

* 変性: 静電相互作用のこの破壊は、タンパク質の展開または変性につながる可能性があります。タンパク質は、そのネイティブの形と機能を失います。

高いpH(アルカリ条件):

* サイドチェーンの脱プロトン化: 高いpHでは、H+イオンの濃度が低くなります。これにより、リジンやアルギニンなどのアミノ酸の側鎖が陽子を失い、脱プロトン化され、負に帯電するようになります。

* 静電相互作用の破壊: これらの側鎖の脱プロトン化は、以前にタンパク質を一緒に保持していた静電相互作用を混乱させます。 以前に誘導されていた側鎖を引き付けていた積極的に帯電したサイドチェーンは、現在忌避されています。

* 変性: 低いpH条件と同様に、この静電相互作用の破壊は、タンパク質の展開または変性にもつながり、その原因となってそのネイティブの形状と機能を失います。

重要な注意:

*変性が発生する特定のpHは、タンパク質によって異なります。

*すべてのタンパク質がpHの変化に等しく敏感であるわけではありません。一部は他のものよりも回復力があります。

*変性に加えて、極端なpHは、ペプチド結合の加水分解など、他の形態の損傷にもつながる可能性があります。

要約:

酸性であろうとアルカリ性であろうと、極端なpH値は、タンパク質の構造を維持する相互作用の微妙なバランスを破壊し、変性と機能の喪失につながります。

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