Rodzimy stan - Native state
W Biochemistry The Stan natywny z białka lub kwasu nukleinowego jest jego odpowiednio składany i / lub postaci złożonej, który jest uruchamiany i funkcjonalne. Natywny stan biocząsteczki może mieć wszystkie cztery poziomy struktury biomolekularnej , przy czym struktura od drugorzędowej do czwartorzędowej jest tworzona przez słabe oddziaływania wzdłuż szkieletu związanego kowalencyjnie. Kontrastuje to ze stanem zdenaturowanym , w którym te słabe oddziaływania są zakłócane, co prowadzi do utraty tych form struktury i zachowania jedynie pierwotnej struktury biocząsteczki.
Biochemia
Białka
Podczas gdy wszystkie cząsteczki białka zaczynają się jako proste nierozgałęzione łańcuchy aminokwasów, po ukończeniu przyjmują wysoce specyficzne trójwymiarowe kształty. Ten ostateczny kształt, znany jako struktura trzeciorzędowa , jest złożonym kształtem, który ma minimum darmowej energii . Jest to trzeciorzędowa, pofałdowana struktura białka, która umożliwia mu pełnienie funkcji biologicznej. W rzeczywistości zmiany kształtu białek są główną przyczyną wielu chorób neurodegeneracyjnych , w tym wywoływanych przez priony i amyloid (tj. Choroba szalonych krów , kuru , choroba Creutzfeldta-Jakoba ).
Wiele enzymów i innych białek niestrukturalnych ma więcej niż jeden stan natywny i działają lub podlegają regulacji poprzez przechodzenie między tymi stanami. Jednak „stan natywny” jest używany prawie wyłącznie w liczbie pojedynczej, zazwyczaj w celu rozróżnienia białek odpowiednio pofałdowanych od zdenaturowanych lub nie sfałdowanych . W innych kontekstach pofałdowany kształt białka jest najczęściej określany jako jego natywna „ konformacja ” lub „struktura”.
Złożone i niezłożone białka są często łatwo rozróżniane ze względu na ich rozpuszczalność w wodzie, ponieważ wiele białek staje się nierozpuszczalnych podczas denaturacji. Białka w stanie natywnym będą miały określoną strukturę drugorzędową , którą można wykryć spektroskopowo, za pomocą dichroizmu kołowego i magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR).
Natywny stan białka można odróżnić od stopionej globuli , między innymi na podstawie odległości mierzonych za pomocą NMR. Aminokwasy szeroko rozdzielone w sekwencji białka mogą dotykać lub leżeć bardzo blisko siebie w obrębie stabilnie pofałdowanego białka. Z drugiej strony w stopionej globule ich uśrednione w czasie odległości mogą być większe.
Poznanie, w jaki sposób można wytwarzać białka w stanie natywnym, jest ważne, ponieważ próby stworzenia białek od zera zaowocowały stopionymi kulkami, a nie prawdziwymi produktami w stanie natywnym. Dlatego zrozumienie stanu natywnego ma kluczowe znaczenie w inżynierii białek .
Kwasy nukleinowe
Kwasy nukleinowe osiągają swój stan natywny poprzez parowanie zasad i, w mniejszym stopniu, inne interakcje, takie jak współosiowe układanie . Biologiczny DNA zwykle istnieje jako długie liniowe podwójne helisy związane z białkami w chromatynie , a biologiczny RNA, taki jak tRNA, często tworzy złożone natywne konfiguracje zbliżone do złożoności pofałdowanych białek. Ponadto sztuczne struktury kwasów nukleinowych stosowane w nanotechnologii DNA są zaprojektowane tak, aby miały specyficzne natywne konfiguracje, w których wiele nici kwasu nukleinowego składa się w jeden kompleks. W niektórych przypadkach natywny stan biologicznego DNA spełnia swoje funkcje bez kontroli innych jednostek regulacyjnych.