Urea är en förening som är mycket aktiv i en mängd olika biologiska processer i människokroppen såväl som hos andra däggdjur och organismer. Det hanterar bortskaffande av överskott av kväve i människokroppen och fungerar som ett medel vid denaturering av proteiner. Urea tillhör en klass av föreningar som kallas kaotropa denatureringsmedel, som avslöjar proteinernas tertiära struktur genom att destabilisera interna, icke-kovalenta bindningar mellan atomer.
Proteiner kan denatureras av urea genom flera processer. En metod involverar direkt interaktion varvid urea vätebindes till polariserade laddningsområden, såsom peptidgrupper. Detta ömsesidiga inflytande försvagar de intermolekylära bindningarna och interaktionerna, vilket försvagar den övergripande sekundära och tertiära strukturen. När gradvis proteinutveckling inträffar kan vatten och urea lättare få tillgång till den hydrofoba inre kärnan i det aktuella proteinet, vilket påskyndar denatureringsprocessen.
Urea kan också denaturera proteiner indirekt genom att påverka egenskaperna hos lösningsmedlet i vilket proteinerna är nedsänkta. Genom att ändra lösningsmedlets struktur och hydrodynamik, liknar det att sätta en icke-polär lösning i blandningen, uppmuntrar urea destabilisering av interna bindningar. Det verkar då som om direkt interaktion av urea med proteinet, genom vätebindning, är den troliga början på proteinupplösning. Indirekta lösningsmedels- och lösningsmedelsinteraktioner hjälper processen längs och bildar en väg för denna direkta interaktion. Urea kan också denaturera proteiner indirekt genom att påverka egenskaperna hos lösningsmedlet i vilket proteinerna är nedsänkta. Genom att ändra lösningsmedlets struktur och hydrodynamik, liknar det att sätta en icke-polär lösning i blandningen, uppmuntrar urea destabilisering av interna bindningar. Det verkar då som om direkt interaktion av urea med proteinet, genom vätebindning, är den troliga början på proteinupplösning. Indirekta lösningsmedels- och lösningsmedelsinteraktioner hjälper processen längs och bildar en väg för denna direkta interaktion.
Det exakta sättet på vilket urea bryter ned proteiner är fortfarande föremål för något mysterium. Forskning om ämnet har visat att det troliga svaret med all sannolikhet är en kombination av ovan nämnda faktorer. Experimentella metoder är en osannolik källa för insamling av hur proteiner denatureras av urea. Framtida forskning och förbättring av mikroskopi på atomnivå kommer utan tvekan att belysa frågan mer och avslöja den exakta mekanismen genom vilken proteinnaturering med urea sker.