ureum is een stof die zeer actief is in een verscheidenheid van biologische processen in het menselijk lichaam, evenals die van andere zoogdieren en organismen. Het zorgt voor de afvoer van overtollige stikstof in het menselijk lichaam en fungeert als een agent bij de denaturatie van eiwitten. Ureum behoort tot een klasse verbindingen die bekend staan als chaotrope denaturanten, die de tertiaire structuur van eiwitten ontrafelen door interne, niet-covalente bindingen tussen atomen te destabiliseren.

Eiwitten kunnen door ureum worden gedenatureerd via verschillende processen. Eén methode omvat directe interactie waarbij ureumwaterstof bindt aan gepolariseerde ladinggebieden, zoals peptidegroepen. Deze wederzijdse invloed verzwakt de intermoleculaire bindingen en interacties, waardoor de algehele secundaire en tertiaire structuur wordt verzwakt. Zodra een geleidelijke eiwitontplooiing plaatsvindt, kunnen water en ureum gemakkelijker toegang krijgen tot de hydrofobe binnenkern van het eiwit in kwestie, waardoor het denaturatieproces wordt versneld.

Ureum kan ook eiwitten indirect denatureren door de eigenschappen van het oplosmiddel in waarin de eiwitten worden ondergedompeld. Door de structuur en hydrodynamica van het oplosmiddel zelf te veranderen, vergelijkbaar met het toevoegen van een niet-polaire opgeloste stof in het mengsel, bevordert ureum de destabilisatie van interne bindingen. Het lijkt er dan op dat directe interactie van ureum met het eiwit, door waterstofbinding, het waarschijnlijke begin is van het ontrafelen van eiwitten. Indirecte oplosmiddelen en opgeloste interacties helpen het proces mee en vormen een pad voor deze directe interactie. Ureum kan eiwitten ook indirect denatureren door de eigenschappen van het oplosmiddel waarin de eiwitten zijn ondergedompeld te beïnvloeden. Door de structuur en hydrodynamica van het oplosmiddel zelf te veranderen, vergelijkbaar met het toevoegen van een niet-polaire opgeloste stof in het mengsel, bevordert ureum de destabilisatie van interne bindingen. Het lijkt er dan op dat directe interactie van ureum met het eiwit, door waterstofbinding, het waarschijnlijke begin is van het ontrafelen van eiwitten. Indirecte interacties tussen oplosmiddelen en opgeloste stoffen helpen het proces en vormen een pad voor deze directe interactie.

De exacte manier waarop ureum eiwitten afbreekt, is nog steeds het onderwerp van enig mysterie. Onderzoek op dit gebied heeft aangetoond dat het waarschijnlijke antwoord naar alle waarschijnlijkheid een combinatie van de bovengenoemde factoren is. Experimentele methoden zijn een onwaarschijnlijke bron van inzicht in hoe eiwitten worden gedenatureerd door ureum. Toekomstig onderzoek en verbetering in microscopie op atomair niveau zullen ongetwijfeld meer licht werpen op het probleem en onthullen het exacte mechanisme waardoor eiwitdenaturatie door ureum optreedt.