El clorhidrato de guanidina no es solo un intermedio en compuestos orgánicos como productos farmacéuticos, pesticidas y colorantes, sino también un fuerte agente desnaturalizante utilizado en experimentos de extracción de ARN de las células para la desnaturalización de proteínas y el replegamiento. Este artículo resume el papel del clorhidrato de guanidina en la desnaturalización y el replegamiento de proteínas.
1. El clorhidrato de guanidina puede desnaturalizar las proteínas.
Las proteínas se ven fácilmente afectadas por factores externos como la temperatura y los agentes desnaturalizantes, lo que lleva a cambios conformacionales, pérdida de actividad y cambios anormales en las propiedades físicas y químicas. Este proceso se llama desnaturalización de proteínas. El clorhidrato de guanidina es un agente desnaturalizante importante que puede producir fuertes efectos de desnaturalización, incluidos dos mecanismos de desnaturalización.
Uno es el efecto de solubilización del clorhidrato de guanidina sobre los residuos de aminoácidos hidrófobos. El clorhidrato de guanidina puede romper los enlaces de hidrógeno en estructuras de proteínas, aumentar la solubilidad de las moléculas no polares que contienen cadenas laterales de aminoácidos y reducir las interacciones hidrofóbicas. Otro mecanismo es que las proteínas desnaturalizadas pueden unirse preferentemente con clorhidrato de guanidina para formar complejos de agentes desnaturalizantes de proteínas desnaturalizadas. Después de eliminar los complejos, el equilibrio de reacción cambia hacia la derecha y el estado natural de la proteína se convierte en un complejo, lo que finalmente resulta en una desnaturalización completa de la proteína. Sin embargo, la unión entre los agentes desnaturalizantes y las proteínas desnaturalizadas es muy débil, y solo las altas concentraciones de agentes desnaturalizantes pueden causar la desnaturalización completa de las proteínas. En términos generales, la desnaturalización causada por el clorhidrato de guanidina suele ser reversible.
2. Replegamiento de proteínas y disolución de proteínas.
Cuando las condiciones de desnaturalización son graves y persistentes, la desnaturalización de proteínas es irreversible. Después de eliminar los factores de desnaturalización de algunas proteínas desnaturalizadas, pueden regresar automáticamente a su estado natural, que se llama replegamiento de proteínas. En el proceso de replegamiento de proteínas, el primer paso es disolver la proteína que contiene. La proteína que contiene se refiere a la proteína expresada por bacterias que se agregan en las células, formando partículas sólidas inactivas sin forma fija, y no es soluble en agua, solo soluble en agentes desnaturalizantes como la urea y el clorhidrato de guanidina.
Posteriormente, al eliminar lentamente el agente desnaturalizante, la proteína objetivo se restaura desde su estado completamente extendido hasta su estructura plegada normal, mientras que la eliminación del agente reductor permite la formación normal de enlaces disulfuro. En general, el proceso de replegamiento del clorhidrato de guanidina comienza a 4 my termina a 1,5 m. Existen diferentes métodos de la siguiente manera:
Dilución y renaturación: agregue directamente la solución de agua o tampón para diluir la solución y déjela reposar durante la noche para precipitar la proteína. La desventaja es que el volumen aumenta y la tasa de dilución del agente desnaturalizante es demasiado rápida, lo que dificulta el control. Renaturación de diálisis o filtración: el agente desnaturalizante es una sustancia de molécula pequeña que penetra gradualmente en la membrana porosa durante la diálisis o la filtración. La ventaja de la concentración del agente desnaturalizante disminuyendo gradualmente en la solución de proteína desnaturalizante es que no aumenta el volumen. La tasa de eliminación del agente desnaturalizante puede controlarse reduciendo gradualmente la concentración del permeado externo, pero el proceso es lento y requiere tiempo. Renaturación de la columna: la renaturación se logra en el proceso cromatográfico, que es un método recientemente estudiado y aplicado con éxito en la producción. La ventaja es que la fijación cromatográfica tiene una baja capacidad de adsorción para proteínas desnaturalizadas, lo que puede mejorar la calidad del replegamiento y el rendimiento de la actividad. Al mismo tiempo, puede separar las proteínas e impurezas objetivo, lograr objetivos de purificación y recuperar los agentes desnaturalizados fácilmente.
Las proteínas son biomoléculas relacionadas con la vida, sustancias esenciales para mantener el funcionamiento normal de los organismos vivos, y también el código de segunda generación de la herencia de la vida. Los diversos estudios sobre proteínas también son temas de interés para las personas, y su investigación estructural es crucial para avanzar en el progreso médico. La desnaturalización o el replegamiento de las proteínas es uno de los problemas centrales en la investigación en ciencias de la vida. Entre ellos, el agente desnaturalizante de clorhidrato de guanidina puede desnudar las proteínas, lo que facilita el estudio de su estructura. Durante el proceso de replegamiento, puede disolver las proteínas en el cuerpo y juega un papel indispensable en la investigación en ciencias de la vida.