L'urea è un composto altamente attivo in una varietà di processi biologici nel corpo umano e in quelli di altri mammiferi e organismi. Gestisce lo smaltimento dell'azoto in eccesso nel corpo umano e agisce come agente nella denaturazione delle proteine. L'urea appartiene a una classe di composti noti come denaturanti caotropici, che svelano la struttura terziaria delle proteine destabilizzando i legami interni non covalenti tra gli atomi.
Le proteine possono essere denaturate dall'urea attraverso diversi processi. Un metodo prevede l'interazione diretta per cui l'idrogeno urea si lega ad aree di carica polarizzate, come i gruppi peptidici. Questa influenza reciproca indebolisce i legami e le interazioni intermolecolari, indebolendo la struttura complessiva secondaria e terziaria. Una volta che si verifica il graduale dispiegamento della proteina, l'acqua e l'urea possono accedere più facilmente al nucleo interno idrofobo della proteina in questione, accelerando il processo di denaturazione.
L'urea può anche denaturare le proteine indirettamente, influenzando gli attributi del solvente in cui le proteine sono immerse. Modificando la struttura e l'idrodinamica del solvente stesso, simile all'immissione di un soluto non polare nella miscela, l'urea favorisce la destabilizzazione dei legami interni. Sembrerebbe quindi che l'interazione diretta dell'urea con la proteina, attraverso il legame idrogeno, sia il probabile inizio del disfacimento della proteina. Le interazioni indirette di solvente e soluto aiutano il processo, formando un percorso per questa interazione diretta. L'urea può anche denaturare le proteine indirettamente, influenzando gli attributi del solvente in cui le proteine sono immerse. Modificando la struttura e l'idrodinamica del solvente stesso, simile all'immissione di un soluto non polare nella miscela, l'urea favorisce la destabilizzazione dei legami interni. Sembrerebbe quindi che l'interazione diretta dell'urea con la proteina, attraverso il legame idrogeno, sia il probabile inizio del disfacimento della proteina. Le interazioni indirette di solvente e soluto aiutano il processo, formando un percorso per questa interazione diretta.
Il modo esatto in cui l'urea degrada le proteine è ancora oggetto di qualche mistero. La ricerca sull'argomento ha dimostrato che la probabile risposta è, con ogni probabilità, una combinazione dei fattori sopra menzionati. I metodi sperimentali sono una fonte improbabile per raccogliere informazioni su come le proteine vengono denaturate dall'urea. La ricerca futura e il miglioramento della microscopia a livello atomico, senza dubbio, getteranno più luce sulla questione e riveleranno l'esatto meccanismo con cui avviene la denaturazione delle proteine da parte dell'urea.