Введение

Правильная конформация белка или нуклеиновой кислоты
суверенные образования Британской Индии
исходные состояния в металлургии
В биохимии, нативным состоянием белка или нуклеиновой кислоты является его правильно свернутая и/или собранная форма, которая является функциональной и активной. Нативная биомолекула может обладать всеми четырьмя уровнями биомолекулярной структуры, при этом вторичная, третичная и четвертичная структуры формируются за счет слабых взаимодействий вдоль ковалентно связанного каркаса. Это противопоставляется денатурированному состоянию, в котором эти слабые взаимодействия разрушаются, что приводит к потере этих структурных уровней и сохранению только первичной структуры биомолекулы.

Белки

Хотя все молекулы белка начинаются как простые неразветвленные цепи аминокислот, по завершении они приобретают высокоспецифичные трехмерные формы. Эта конечная форма, известная как третичная структура, представляет собой сложенную форму с минимальной свободной энергией. Именно третичная, сложенная структура белка делает его способным выполнять свою биологическую функцию. На самом деле, изменения в форме белков являются основной причиной ряда нейродегенеративных заболеваний, включая те, что вызываются прионами и амилоидами (например, коровья бешенка, куру, болезнь Крейтцфельдта-Якоба). Многие ферменты и другие неструктурные белки имеют более одного нативного состояния и функционируют или регулируются путем перехода между этими состояниями. Однако термин "нативное состояние" почти всегда используется в единственном числе, обычно для различения правильно сложенных белков от денатурированных или развернутых. В других контекстах сложенная форма белка чаще всего называется его нативной "конформацией" или "структурой". Сложенные и развернутые белки часто легко различить по их растворимости в воде, поскольку многие белки становятся нерастворимыми при денатурации. Белки в нативном состоянии обладают определенной вторичной структурой, которую можно обнаружить спектроскопически, с помощью кругового дихроизма и ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Нативное состояние белка можно отличить от "расплавленной глобулы", в частности, по расстояниям, измеренным с помощью ЯМР. Аминокислоты, сильно удаленные друг от друга в последовательности белка, могут соприкасаться или находиться очень близко друг к другу в стабильно сложенном белке. В "расплавленной глобуле" их усредненные по времени расстояния, напротив, обычно больше. Важно понимать, как можно синтезировать нативные белки, поскольку попытки создать белки с нуля приводили к образованию "расплавленных глобул", а не истинных нативных продуктов. Поэтому понимание нативного состояния имеет решающее значение в белковой инженерии.

Нуклеиновые кислоты

Нуклеиновые кислоты достигают своего природного состояния за счет спаривания оснований и, в меньшей степени, других взаимодействий, таких как коаксиальное штабелирование. Биологическая ДНК обычно существует в виде длинных линейных двойных спиралей, связанных с белками в хроматине, а биологическая РНК, например тРНК, часто формирует сложные пространственные конфигурации, приближающиеся по сложности к структурам свернутых белков. Кроме того, искусственные структуры нуклеиновых кислот, используемые в ДНК-нанотехнологиях, разрабатываются для принятия определенных пространственных конфигураций, в которых множество цепей нуклеиновых кислот собираются в единый комплекс. В некоторых случаях природное состояние биологической ДНК выполняет свои функции без контроля со стороны каких-либо других регуляторных элементов.