¿Pueden las enzimas desnaturalizarse del frío?

El frío hará que una enzima sea menos reactiva y menos energética. Una enzima fría reaccionará más lentamente que una enzima cálida simplemente porque las menores cantidades de energía en el sistema disminuyen la velocidad a la que los sustratos interactúan con la proteína.

En las proteínas que están destinadas a temperaturas más altas, los enlaces de hidrógeno se han roto. Las temperaturas frías permitirían la reforma de los enlaces H, probablemente reduciendo o eliminando la funcionalidad al alterar la forma de la proteína.

Las bajas temperaturas, hipotéticamente, podrían aumentar la actividad de otra enzima que podría alterar la proteína de alguna manera, haciéndola no funcional. No tengo evidencia de que esto ocurra, pero ciertamente es posible.

Pero la mayoría de las proteínas tendrán una reactividad menor en el frío que en el cálido, pero se recuperarán si se vuelven a calentar. Es por eso que los biólogos rara vez tienen problemas para colocar proteínas en congeladores a -80 ° C.

Sí. La respuesta de Sai Janani Ganesan a ¿Cómo ocurre la desnaturalización fría de las proteínas? habla sobre este proceso en detalle, pero en breve se relaciona con el debilitamiento del efecto hidrofóbico a bajas temperaturas. [1]

Energía libre de plegamiento para una proteína típica. [2] El punto de desnaturalización en frío aquí es alrededor de -30 ° C.

Para la mayoría de las proteínas, la temperatura donde este efecto se vuelve dominante está por debajo del punto de congelación del agua y no se puede observar la desnaturalización fría. [3]

También vale la pena señalar que algunas proteínas se agregarán y se volverán inútiles sin desplegarse durante la congelación / descongelación. [4] [5] [6] La concentración de proteína efectiva llega a ser muy alta durante la congelación y la descongelación ya que el volumen de líquido es limitado. La agregación puede ser favorecida termodinámicamente pero cinéticamente difícil. Una alta concentración de proteína efectiva puede superar estas barreras cinéticas.

Notas a pie de página

[1] http://www.physics.mcgill.ca/~gr

[2] http://www.physics.mcgill.ca/~gr

[3] La desnaturalización fría como herramienta para medir la estabilidad de las proteínas

[4] ¿Qué causaría que una proteína pierda actividad después de 1 o 2 ciclos de congelación-descongelación a partir del congelador 80? – Puerta de la investigación

[5] http: //images.alfresco.advanstar

[6] http://www.aaps.org/uploadedFile

Dependiendo de cómo quiera interpretar la parte “desnaturalizar”, sí y no.

Las enzimas son proteínas muy complejas, y la variación de temperatura puede causar cambios en la estructura de esas proteínas.

Por lo general, el frío no tendrá un efecto permanente sobre una proteína o una enzima, pero generalmente lo inactivará cambiando la forma en que interfiere con su sustrato.

Sin embargo, no tengo conocimiento de frío causando daño a una proteína o una enzima suficiente para desnaturalizarlo, aunque si durante el enfriamiento, un cristal de hielo se forma dentro de la estructura de dicha enzima, podría dañarlo.

Hasta cierto punto: existen mutaciones sensibles a la temperatura (TS) en las que la enzima deja de funcionar correctamente a temperaturas más frías (o más calientes). Al calentar (o enfriar) suavemente la enzima, la enzima recupera su actividad previa.

Una vez, tuve un poco de drosophila que quedaría paralizada por el calor de mis manos y me recuperaría cuando el frasco se enfriara.

No sé si el frío puede desnaturalizar de forma permanente una enzima. Los biólogos generalmente congelan células y extracciones para su uso posterior, por lo que si se produce una desnaturalización permanente por frío, imagino que es bastante raro.

Sí, el fenómeno se llama desnaturalización fría y tiene que ver con el equilibrio de entalpía y entropía en el plegamiento de proteínas.

vea esto para más: desnaturalización fría de proteínas.

No. La baja temperatura hace que las proteínas sean más estables. La desnaturalización de la enzima es un cambio de conformación que necesita energía. La temperatura más baja, la energía térmica más baja.

Sin embargo, la enzima podría desnaturalizarse por congelación, en otras palabras, la cristalización del agua.

No. Tienen una tempuratura óptima en la que preformarán mejor (reacción más rápida) y una tempuratura en la que se desnaturalizarán, pero las temperaturas más bajas solo ralentizarán la reacción debido a las moléculas de movimiento más lento.

No lo creo: conservamos las enzimas a -20 ° C durante muchos meses y retienen su actividad una vez descongeladas a temperatura ambiente. Solo debe tener cuidado de mantener las existencias por debajo de 0 C en todo momento, de lo contrario las enzimas pueden dañarse.