Porque é que muitas proteínas são rapidamente desnaturadas em solução com pH=2?

Nas condições de pH e temperatura dos seres vivos, as proteínas assumem a configuração nativa, forma em que apresenta atividade; entretanto, fatores como altas temperaturas, ph acido, ação de detergentes, solventes orgânicos, radiação, entre outros, interferem nas ligações químicas que estabilizam a estrutura terciária da moléculas, causando a desnatura- ção da proteína, e elas perdem a forma funcional. Retomadas as condições ideais, a proteína pode renaturar, assumindo sua conformação funcional.

Para um melhor aproveitamento desse conteúdo é necessário relembrar conceitos sobre a sitese proteíca, ligações covalentes, ligações de hidrogênio e pH.

A desnaturação é um processo no qual moléculas biológicas perdem suas funções, devido a alguma mudança no meio, seja em altas temperaturas, variações de pH, entre outras. Ela acontece comumente com proteínas.

Proteínas são importantíssimas moléculas orgânicas, envolvidas em praticamente toda atividade celular. A síntese proteica se inicia no núcleo e termina no citoplasma dentro dos ribossomos, onde uma cadeia de polipeptídios é formada. Um aminoácido se liga a outro por uma ligação covalente, o que chamamos de ligação peptídica, formando a cadeia primária da proteína. Na estrutura secundária, aquela cadeia primária pode interagir com ela mesma, formando dobramentos que podem ser em forma de hélice, folhas ou laços. Na estrutura terciária podemos ver a disposição tridimensional da secundária em relação ao espaço, onde ligações de hidrogênio e dissulfeto garantem maior estabilidade desta estrutura. A quaternária é uma estrutura em que mais de uma proteína estão ligadas em um complexo.

A sua estrutura está estritamente ligada à sua função. Dentre as milhares de proteínas, cada uma delas têm funções específicas, que evoluíram em um meio, com determinadas características. O processo de desnaturação proteica ocorre quando este meio é alterado de forma que mude a estrutura tridimensional da proteína, afetando sua atividade biológica. A desnaturação não afeta as ligações peptídicas entre os aminoácidos, a estrutura primária é mantida.

Um dos fatores que podem levar a desnaturação proteíca é a variação de pH, onde pHs extremos podem alterar a carga, levando ao rompimento das ligações de hidrogênio e consequentemente à mudança estrutural da proteína, pois cada proteína trabalha em um pH específico. 

Dessa forma, ao mudar o grau de protonação dos grupos ácidos ou básicos da proteína, mudamos também a sua carga e portanto afetamos o número de interações eletrostáticas entre regiões da proteína mais ou menos distantes entre si, levando ao rompimento das ligações de hidrogênio e implicando na perda de estrutura terciária, desnaturando a proteína.