A uréia é um composto altamente ativo em uma variedade de processos biológicos no corpo humano, bem como em outros mamíferos e organismos. Lida com o descarte do excesso de nitrogênio no corpo humano e atua como agente na desnaturação das proteínas. A uréia pertence a uma classe de compostos conhecidos como desnaturantes caotrópicos, que desvendam a estrutura terciária das proteínas ao desestabilizar ligações internas não covalentes entre os átomos.
As proteínas podem ser desnaturadas pela uréia por meio de vários processos. Um método envolve a interação direta pela qual o hidrogênio da ureia se liga a áreas polarizadas de carga, como grupos de peptídeos. Essa influência mútua enfraquece as ligações e interações intermoleculares, enfraquecendo a estrutura geral secundária e terciária. Uma vez que ocorre o desdobramento gradual da proteína, a água e a uréia podem acessar mais facilmente o núcleo hidrofóbico da proteína em questão, acelerando o processo de desnaturação.
A uréia também pode desnaturar proteínas indiretamente, ao afetar os atributos do solvente no qual as proteínas estão imersas. Ao alterar a estrutura e a hidrodinâmica do próprio solvente, semelhante a colocar um soluto apolar na mistura, a uréia estimula a desestabilização das ligações internas. Pareceria, então, que a interação direta da uréia com a proteína, por meio de ligações de hidrogênio, é o provável início do descompasso da proteína. As interações indiretas de solvente e soluto auxiliam no processo, formando um caminho para que ocorra essa interação direta. A uréia também pode desnaturar proteínas indiretamente, ao afetar os atributos do solvente no qual as proteínas estão imersas. Ao alterar a estrutura e a hidrodinâmica do próprio solvente, semelhante a colocar um soluto apolar na mistura, a uréia estimula a desestabilização das ligações internas. Pareceria, então, que a interação direta da uréia com a proteína, por meio de ligações de hidrogênio, é o provável início do descompasso da proteína. As interações indiretas de solvente e soluto auxiliam no processo, formando um caminho para que ocorra essa interação direta.
A maneira exata pela qual a uréia degrada as proteínas ainda é objeto de algum mistério. Pesquisas sobre o assunto mostraram que a resposta provável é, com toda a probabilidade, uma combinação dos fatores mencionados acima. Os métodos experimentais são uma fonte improvável de reunir informações sobre como as proteínas são desnaturadas pela uréia. Pesquisas futuras e melhorias na microscopia de nível atômico irão, sem dúvida, lançar mais luz sobre o assunto e revelar o mecanismo exato pelo qual ocorre a desnaturação da proteína pela ureia.