Urea adalah senyawa yang sangat aktif dalam berbagai proses biologis dalam tubuh manusia serta mamalia dan organisme lain. Ini menangani pembuangan kelebihan nitrogen dalam tubuh manusia dan bertindak sebagai agen dalam denaturasi protein. Urea termasuk dalam kelas senyawa yang dikenal sebagai denaturan chaotropic, yang menguraikan struktur tersier protein dengan mendestabilisasi ikatan internal non-kovalen antar atom.
Protein dapat didenaturasi oleh urea melalui beberapa proses. Salah satu metode melibatkan interaksi langsung dimana ikatan hidrogen urea ke daerah muatan terpolarisasi, seperti kelompok peptida. Pengaruh timbal balik ini melemahkan ikatan dan interaksi antarmolekul, melemahkan struktur sekunder dan tersier secara keseluruhan. Setelah protein terungkap secara bertahap, air dan urea dapat lebih mudah mengakses inti hidrofobik dari protein yang bersangkutan, mempercepat proses denaturasi.
Urea juga dapat mendenaturasi protein secara tidak langsung, dengan mempengaruhi sifat pelarut di mana protein direndam. Dengan mengubah struktur dan hidrodinamika pelarut itu sendiri, mirip dengan memasukkan zat terlarut non-polar ke dalam campuran, urea mendorong destabilisasi ikatan internal. Kemudian akan tampak bahwa interaksi langsung antara urea dengan protein, melalui ikatan hidrogen, kemungkinan merupakan awal dari penguraian protein. Interaksi pelarut dan zat terlarut tidak langsung membantu proses, membentuk jalur untuk interaksi langsung ini terjadi. Urea juga dapat mendenaturasi protein secara tidak langsung, dengan mempengaruhi sifat pelarut di mana protein direndam. Dengan mengubah struktur dan hidrodinamika pelarut itu sendiri, mirip dengan memasukkan zat terlarut non-polar ke dalam campuran, urea mendorong destabilisasi ikatan internal. Kemudian akan tampak bahwa interaksi langsung antara urea dengan protein, melalui ikatan hidrogen, kemungkinan merupakan awal dari penguraian protein. Interaksi pelarut dan zat terlarut tidak langsung membantu proses, membentuk jalur untuk interaksi langsung ini terjadi.
Cara yang tepat di mana urea mendegradasi protein masih menjadi misteri. Penelitian tentang masalah ini telah menunjukkan bahwa kemungkinan jawabannya adalah, kemungkinan besar, kombinasi dari faktor-faktor yang disebutkan di atas. Metode eksperimental adalah sumber yang tidak mungkin untuk mengumpulkan wawasan tentang bagaimana protein didenaturasi oleh urea. Penelitian di masa depan dan peningkatan mikroskop tingkat atom, tidak diragukan lagi, akan menjelaskan lebih lanjut tentang masalah ini dan mengungkapkan mekanisme yang tepat dimana denaturasi protein oleh urea terjadi.