¿Por qué las proteínas desnaturalizadas tienden a ser menos solubles que la proteína nativa?

En bioquímica, el estado nativo de una proteína es su forma adecuadamente plegada y ensamblada con estructura y función operativas. El estado nativo de una proteína necesita los cuatro niveles de estructura biomolecular, con una estructura secundaria a la cuaternaria formada por interacciones débiles a lo largo de la estructura de enlace covalente. Las proteínas en su estado natural con una estructura intacta que no se ve alterada por el calor, los productos químicos, la reacción enzimática u otros desnaturalizantes se denominan “proteínas nativas”.

En comparación con las proteínas recombinantes generadas utilizando técnicas de ingeniería de proteínas, las proteínas nativas se obtienen de organismos adecuados y no se alteran por factores externos tales como el calor, los productos químicos y la reacción enzimática, y conservan su estado natural plegado. Con una estructura natural y actividades funcionales, las proteínas nativas se usan en una amplia gama de aplicaciones tales como análisis de proteínas funcionales, kits de ELISA, Western Blot, inmunoprecipitación, etc.

El estado nativo de una proteína se define como el conjunto de conformaciones compactas, que se forman en condiciones de plegado in vivo o in vitro. En estado nativo, la proteína es estable y activa. En biofísica, el estado nativo de una proteína se define por una baja cantidad de entropía con una entalpía intramolecular relativamente baja. En estado nativo, todos los átomos de la proteína se mantienen por interacción mutua en una geometría bien definida. El estado nativo de una proteína se puede distinguir de un glóbulo fundido por distancias medidas por RMN.

La alteración de las condiciones de plegado, como el aumento de la temperatura, el cambio del pH del tampón o la adición de desnaturalizante pueden dar lugar a un conjunto mucho más complejo y heterogéneo de conformaciones de proteínas, que se denominan estados desnaturalizados. Además, las diferentes condiciones de despliegue inducen diferentes estados desnaturalizados. Las condiciones de despliegue fuerte inducen un alto porcentaje de cambios en la estructura secundaria. Las proteínas en estados desnaturalizados se pueden detectar con entropía conformacional relativamente alta y entalpía intramolecular, debido a la pérdida de interacciones nativas.

Entonces la proteína nativa tiende a ser más soluble.

Las proteínas citoplasmáticas normales entierran sus aminoácidos hidrofóbicos en su interior y exponen sus aminoácidos hidrofílicos en su superficie asegurando la mejor solubilidad posible. Si una proteína se desnaturaliza, pierde su estructura tridimensional original, de modo que los aminoácidos hidrófobos se exponen a una menor solubilidad. Para las proteínas de membrana es ligeramente diferente ya que dentro de la membrana exponen sus aminoácidos hidrófobos. Tras la desnaturalización se vuelven menos solubles en la membrana porque ahora los aminoácidos hidrófilos también quedan expuestos.

Además de la respuesta de Edward, me gustaría añadir que algunas proteínas pueden formar enlaces cruzados con otras proteínas en solución bajo coacción.
Esto llevaría a sustancias más grandes, y tal vez menos hidrófobas, que se precipitarían.
Espero que esto ayude:)

Las proteínas desnaturalizadas tienden a ser menos o no solubles que las proteínas nativas, debido a la pérdida de su conformación tridimensional (estructura terciaria).