차오티방성제

Chaotropic agent

차오티방성제는 물 분자 간의 수소 결합 네트워크를 교란시킬 수 있는 물 용액 내 분자(즉, 차오티방성 활성을 발휘한다)이다. 이것은 수용성 효과를 약화시킴으로써 주로 고분자(단백질, 핵산)를 포함한 용액 내 다른 분자의 고유 상태의 안정성에 영향을 미친다. 예를 들어, 차오티방성제는 물 분자에 의해 형성된 단백질 구조의 질서의 양을 감소시키고, 소수성 아미노산 주위의 대량과 수화 껍질 둘 다에서 감소시키며, 변성을 일으킬 수 있다.

반대로 항우울제(kosmotious)는 수용액 내의 소수성 효과를 증가시킬 수용액 내의 분자다.[1] 황산암모늄과 같은 항균성 염은 불순물 혼합물로부터 물질을 침전시키는 데 사용될 수 있다. 이것은 원치 않는 단백질을 용액에서 제거하기 위해 단백질 정화 과정에 사용된다.

개요

차오티방성 물질은 단백질과 핵산(DNA, RNA)과 같은 고분자의 구조를 방해하고 변성시키는 물질이다. 차오티방성 용액은 수소 결합, 판 데르 발스 힘, 소수성 효과와 같은 비공생력에 의해 매개되는 분자간 상호작용을 방해하여 시스템의 엔트로피를 증가시킨다. 고분자 구조와 기능은 이러한 힘의 순효과에 따라 달라진다(단백질 폴딩 참조). 따라서 생물학적 시스템에서 차오티방성 용액의 증가는 고분자를 변성시키고 효소 활성을 감소시키며 세포에 대한 스트레스를 유발한다(즉, 세포는 스트레스 보호제를 합성해야 한다). 3차 단백질 접힘은 단백질의 순서에 따라 아미노산으로부터 오는 소수성 힘에 의존한다. 차오티방성 용액은 단백질에 인접한 물 분자의 장애로 인해 소수성 지역의 순 소수성 효과를 감소시킨다. 이 용액은 용액의 소수성 부위를 용해하여 단백질을 변성시킨다. 이것은 지질 빌라이어의 소수성 영역에도 직접 적용된다. 만약 (빌라이어의 소수성 영역에서) 차오티방성 용액의 임계 농도에 도달하면, 막의 무결성이 저하되고, 세포가 침전된다.[2]

용액에서 분리되는 차오티방성 염은 다른 메커니즘을 통해 차오티방성 효과를 발휘한다. 에탄올과 같은 차오티안성 화합물은 위에서 설명한 비동분자 내력을 방해하는 반면, 염분은 차폐 전하를 차단하고 염교 안정화를 방지함으로써 차오티안성 특성을 가질 수 있다. 비극성 매체에서는 수소 본딩이 강하기 때문에 용제의 화학적 극성을 높이는 염류도 수소 본딩을 불안정하게 할 수 있다. 기계적으로 이것은 이온을 효과적으로 용해할 수 있는 물 분자가 부족하기 때문이다. 이것은 염분과 수소 결합 종들 사이의 이온-디폴 상호작용을 유발할 수 있는데, 이것은 일반 수소 결합보다 더 유리하다.[3]

일반적인 차오티안성 물질로는 n-부탄올, 에탄올, 염화 구아니디늄, 염화 리튬, 아세트산 리튬, 염화 마그네슘, 페놀, 2-프로판올, 도데실황산나트륨, 티우레아, 요소 등이 있다.[citation needed]

참고 항목

참조

  1. ^ Moelbert, S; Normand, B; De Los Rios, P (2004). "Kosmotropes and chaotropes: modelling preferential exclusion, binding and aggregate stability". Biophysical Chemistry. 112 (1): 45–57. arXiv:cond-mat/0305204. doi:10.1016/j.bpc.2004.06.012. PMID 15501575. S2CID 9870865.
  2. ^ Bhaganna, Prashanth; Volkers, Rita J. M.; Bell, Andrew N. W.; Kluge, Kathrin; Timson, David J.; McGrath, John W.; Ruijssenaars, Harald J.; Hallsworth, John E. (2010). "Hydrophobic substances induce water stress in microbial cells". Microbial Biotechnology. 3 (6): 701–716. doi:10.1111/j.1751-7915.2010.00203.x. PMC 3815343. PMID 21255365.
  3. ^ Collins, K.D. (1997). "Charge density-dependent strength of hydration and biological structure". Biophysical Journal. 72 (1): 65–76. Bibcode:1997BpJ....72...65C. doi:10.1016/S0006-3495(97)78647-8. PMC 1184297. PMID 8994593.