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Proteine

Funktionen

Proteine erfüllen im Organismus eine Vielzahl wichtiger Funktionen:

  • Katalyse chemischer Reaktionen (Enzyme, z.B. Amylase)

  • Bewegung (z.B. Aktin-, Myosinfilamente)

  • Gerüstsubstanz (z.B. Kreatin)

  • Transport (z.B. Hämoglobin)

  • Immunität (Antikörper)

  • Nährstoffe (z.B. Hühnereiweiß)

Grundbestandteil Aminosäuren

Abb.5: Aufbau von Amminosäuren

Proteine bestehen aus Aminosäuren. Alle 20 existierenden Aminosäuren sind immer nach dem gleichen Grundbauplan aufgebaut: An ein zentrales Kohlenstoffatom knüpfen ein Wasserstoffatom, die Aminogruppe (NH2\sf NH_2), die Carboxylgruppe (COOH\sf COOH) sowie ein organischer Rest (R). Die verschiedenen Aminosäuren unterscheiden sich lediglich im Aufbau des organischen Restes.

Struktur von Proteinen

Zwei Aminosäuren können sich über eine Peptitbindung zum Dipeptid verknüpfen. Dabei reagiert die OH\sf OH- Gruppe der Carboxylgruppe einer Aminosäure mit dem H\sf H- Atom der Aminogruppe einer anderen Aminosäure. Werden viele Aminosäuren über Peptidbindungen miteinander verknüpft, so spricht man von einem Polypeptid. Ab etwas 100 Aminosäuren werden diese Polypeptide Proteine genannt.

Abb.6: Strukturebenen von Proteinen

Die Vielfalt der Proteine entsteht lediglich durch den unterschiedlichen Rest der Aminosäuren sowie deren kettenartige Abfolge. Diese Aminosäuresequenz wird als Primärstruktur bezeichnet. Sie kann auch die räumliche Struktur des Proteins mitbeeinflussen und ist so entscheidend für die Funktion eines Proteins.

Die Sekundärstruktur ist die dreidimensionale Anordnung der Polypeptidketten durch Wasserstoffbrückenbindungen zwischen bestimmten Aminosäuren. Dabei gibt es nur zwei mögliche Anordnungen: Die α\sf \alpha- Helix-Struktur oder die Faltblattstruktur.

Die Tertiärstruktur eines Proteins entsteht durch erneutes Verbinden der Polypeptidkette in der Sekundärstruktur. Die Bindungen erfolgen zwischen den Resten der Aminosäuren über verschiedene chemische Bindungen, wie Wasserstoffbrückenbindungen oder Elektronenpaarbindungen.

Einige Proteine setzen sich aus mehreren Polypeptidketten zusammen. Diese Anordnung bezeichnet man als Quatärstruktur. Die einzelnen Ketten werden Untereinheiten genannt.


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