Proteine (oder Eiweiße) sind biologische Makromoleküle mit oft mehreren tausend Atomen. Sie können in Strukturproteine und funktionelle Proteine, meist Enzyme, unterteilt werden. Die Strukturproteine bilden einen großen Teil unserer Körpersubstanz. Wir finden sie in allen Zellen und auch als Interzellulärsubstanz zwischen den einzelnen Körperzellen. Die funktionellen Proteine können als Biokatalysatoren (bio)chemische Reaktionen beschleunigen. Alle Proteine sind aus kleineren Bausteinen, den Aminosäuren, aufgebaut. Aminosäuren bestehen aus einem alpha-Kohlenstoffatom an dem folgende vier Strukturen kovalent gebunden sind: 1. Ein Wasserstoffatom, 2. Eine Carboxylgruppe (-COO-), 3. Eine Aminogruppe (-NH3+) und 4. ein beliebiger Rest. Die Zusammensetzung des Restes bestimmt, um welche Aminosäure es sich handelt und welche Eigenschaften sie hat. Da diese vier Substituenden wie zu den Ecken eines Tetraeders in den dreidimensionalen Raum hineinragen, kann man bei 4 unterschiedlichen Substituenden immer zwei Formen, Bild und Spiegelbild, voneinander unterscheiden. Erstaunlicherweise gibt es in Proteinen nur eine der beiden chemisch möglichen Ausführungsformen von Aminosäuren. Sie wird als L-Form bezeichnet. In den Proteinen finden wir (bis auf zwei Exoten) 20 verschiedene dieser L-Aminosäuren, das heißt 20 unterschiedliche Reste. Die Carboxylgruppe einer Aminosäure kann unter Wasserabspaltung mit einer Aminogruppe einer anderen Aminosäure eine Peptidbindung ausbilden, eine typisch anabole Reaktion für die Energie erforderlich ist. So entstehen lange lineare Ketten von Aminosäuren. Kleine Ketten (bis zu 50 Aminosäuren) werden als Peptide, größere als Proteine bezeichnet. Ein Protein ist also eine lange Kette aus Aminosäuren, die sich in wässrigen Lösungen auf bestimmte Art und Weise faltet. Wir unterscheiden vier strukturelle Ebenen bei den Proteinen. 1. Die Primärstruktur, unter der man die Reihenfolge der einzelnen Aminosäuren, also die Sequenz in einem Protein versteht. 2. Die Sekundärstruktur mit der man kleinere häufig vorkommende Faltungselemente meint, die über Wasserstoffbrücken stabilisiert werden. 3. Die Tertiärstruktur als komplette Faltung eines einzelnen Proteinfadens. 4. Die Quartärstruktur, bei der mehrere in sich selbst bereits gefaltete Fäden miteinander interagieren. Viele Proteine bestehen nur aus einer Kette und haben demnach keine Quartärstruktur. Proteine sind keine starren Strukturen sondern hochbeweglich. Sie können oft unterschiedliche dreidimensionale Faltungen, sogenannte Konformationen, im Raum einnehmen.
Vorlesungsfolien
Vorlesungsvideo
FAQ
|
