Denaturierung, Renaturierung?
Hallo Community!
Ich habe nächste Woche einen Chemievortrag. Ich muss Denaturierung und Renaturierung erklären, nur ich weiß nicht was das ist. Könnte mir jemand es ausführlich und genau erklären, weil bei Wikipedia verstehe ich das nicht so wirklich.
4 Antworten
Moin,
es gibt irreversible und reversible Denaturierungen.
Der Begriff "Denaturierung" bedeutet so viel wie "gegen die Natur" und bezieht sich auf (organische) Makromoleküle - vor allem Proteine.
Der Begriff "Renaturierung" meint dagegen so viel wie "zurück zur Natur" oder "Rückkehr zum natürlichen Zustand".
Irreversibel heißt wiederum "nicht umkehrbar", während dann "reversibel" logischerweise so viel wie "umkehrbar" bedeutet.
Wenn du das Eiweiß eines Eies mit Säuren, Alkohol oder Schwermetallen zusammen gibst, dann "flockt" das Eiklar aus. Die ausgeflockten Bereiche sind dann irreversibel denaturiert, sie sind beschädigt und kehren nicht wieder in ihren ursprünglichen Zustand zurück. Auch wenn du Proteine erhitzt (Ei kochen) denaturieren sie irreversibel.
Wenn du allerdings ein Ei zum Beispiel in eine Pfanne schlägst und dann flüssigen Stickstoff darüber gießt, dann wird das Eiklar weiß und das Eigelb hart, ganz wie bei einem gebratenen Spiegelei. NUR: nach einiger Zeit, wenn sich der flüssige Stickstoff gasförmig aus dem Staub gemacht hat und das stark unterkühlte Ei in der Pfanne wieder wärmer wird, renaturiert das Ei. Das heißt, dass das Eiklar wieder durchsichtig und zusammen mit dem Eigelb wieder zähflüssig wird. Renaturieren bedeutet also, dass nach einer reversiblen Denaturierung der ursprüngliche ("natürliche") Zustand wieder hergestellt wird.
Ich bin mir im Moment nicht sicher, ob man reversible Konformationsänderungen von Kanalproteinen oder Enzymen auch als Renaturierung bezeichnet, sehe aber eigentlich keinen Grund, warum man das nicht tun darf...
LG von der Waterkant
Ich würde das einmal im Experiment zeigen und das dann als Modell zeigen:
Experiment: Du trennst ein Ei und kochst das Eiweiß. Das kannst du einfach mit Becherglas, Bunsenbrenner und Dreifuß machen. Musst nur ein Ei mitbringen. :) Eiweiß besteht aus langen Aminosäuren und die denaturieren durch die Hitzeeinwirung beim Kochen.
Theorie und Modell:
Vielleicht solltest dich erstmal in die vier Strukturen von Aminosäuren etwas einlesen. Denn darum geht es bei der Denaturierung hauptsächlich.
Aminosäuren können sich zu langen Ketten verbinden. Das könntest du symbolisieren, indem du 50cm Paketband nimmst und alle 5cm ein buntes Klebeband oder sowas dranklebst. Da sieht man dann schön, dass alle 5cm eine neue Farbe kommt und sich auch mal eine Farbe wiederholt. Das nennt sich Primärstruktur.
Dann können sich diese Ketten in Form eine Doppelhelix aufwickeln. Dazu wickelst du deinen Bindfaden am besten um eine Küchenrolle, sodass er eine Spirale bildet. Das nennt sich dann vereinfacht Sekundärstruktur. Gehalten wird diese Sekundärstruktur durch verschiedene Wechselwirkungen. Das solltest du dir etwas durchlesen. Diese Wechselwirkungen könntest du mit durchsichtigem Tesafilm darstellen.
Und beim Erhitzen geht dann diese Struktur kaputt (Die Wechselwirkungen = das Tesafilm) verlieren unter Wärmeeinwirkung ihren Halt. Und dann verknäult sich das Paketband "irgendwie". Das ist Denaturieren.
Es gibt auch noch eine Tertiär und Quartärstruktur, aber die lassen sich mit meinem Küchenrollen-Bindfaden-Modell nicht mehr gescheit abbilden.
Man kann natürlich nicht nur durch Hitzen denaturieren, sondern auch durch Änderungen des pH-Wertes oder Zugabe von Schwermetallen oder... Das steht dann alles im Wikipedia-Artikel expliziter.
LG
MCX
PowerPoint können alle. Wenn du trotzdem ein Experiment einbaust, bleibst du unvergessen, wenn du es mit ein bisschen Show rüberbringst. Die meisten Ppt-Vorträge gehen links rein und rechts raus. Ich würde beim Experiment bleiben und es mit ppt etwas unterfüttern. :) Damit wärst du ganz weit vorne...
LG
MCX
Kurz gesagt gehen bei einer Denaturierung Biomoleküle kaputt. Zum beispiel wenn du ein Ei kochst wird das Eiweiß ja von durchsichtig zu weiß. Das liegt daran, dass die Hitze die biologische Funktion der Proteine im Eiweiß zerstört. Dasselbe funktioniert natürlich auch durch chemische Einflüsse. Säure oder Basen können Biomoleküle angreifen und damit unwirksam machen. Also immer wenn physikalische oder chemische Einflüsse die biologische Funktion von Biomolekülen zerstören, spricht man von Denaturierung.
Nach meinem Verständnis wird der Begriff der Renaturierung vor allem für die Wiederherstellung vom Menschen zerstörter Biotope verwendet: Aus einer Kiesgrube einen gesunden See zu machen oder aus einem Kohletagebauflöz eine Erholungslandschaft...
die Umkehr von einer Denaturierung, was aber nur in seltenen Fällen möglich ist. bei proteinen geht das fast nie, weil die dann “zu kaputt“ sind. aber enzyme kann man durchaus wieder funktionsfähig bekommen, wenn man z.b. die Säure oder andere chemische substanz die sie zerstört langsam verdünnt. ob das geht ist aber vom protein/enzym abhängig
Da hast du schon recht. aber in bezug auf chemie ist wohl eher das gemeint was ich geschrieben hab. zu finden im wikipedia Artikel von denaturierung im abschnitt renaturierung
Beispiele:
Denaturierung: Alkohol (Brennspiritus) wird mit einem Denaturierungsmittel ungenießbar gemacht.
Renaturierung: Aus einem Braunkohleabbaugebiet wird ein Erholungsgebiet gemacht.
Das Experiment ist eine tolle Idee nur ich muss eine Power-Point Präsentation machen leider bringt mir das nicht viel aber trotzdem danke für deine Info.