Proteine und Aminosäuren

Proteine sind komplexe Biomoleküle, die aus Ketten von Aminosäuren bestehen. Der Aufbau von Proteinen lässt sich in verschiedene Strukturebenen unterteilen:

1. Primärstruktur: Die Abfolge der Aminosäuren
2. Sekundärstruktur: Zweidimensionale Anordnung (α-Helix, β-Faltblatt)
3. Tertiärstruktur: Dreidimensionale Faltung
4. Quartärstruktur: Zusammenlagerung mehrerer Proteinketten

Vocabulary:

• Dipeptid: Kette aus zwei Aminosäuren
• Oligopeptid: Kette aus drei bis neun Aminosäuren
• Polypeptid: Kette aus 10 bis ca. 2000 Aminosäuren
• Protein: Kette aus mindestens 100 Aminosäuren

Die Eigenschaften von Proteinen werden maßgeblich durch ihre Struktur bestimmt. Man unterscheidet zwischen:

• Faserproteinen: fadenförmig, nicht wasserlöslich (z.B. in Haaren)
• Globulären Proteinen: kugelförmig, wasserlöslich (z.B. Hämoglobin)

Highlight: Die Funktion von Proteinen ist vielfältig und umfasst unter anderem Stützfunktionen, Sauerstofftransport und Speicherfunktionen.

Enzyme und chemische Reaktionen

Enzyme sind spezielle Proteine, die als Biokatalysatoren fungieren und chemische Reaktionen beschleunigen. Sie spielen eine entscheidende Rolle im Stoffwechsel von Lebewesen. Der Ablauf einer enzymatischen Reaktion lässt sich mit einer Bergwanderung vergleichen:

Beispiel: Bei einer Bergwanderung muss zunächst Energie aufgewendet werden, um den Gipfel zu erreichen (Aktivierungsenergie). Der Abstieg erfordert dann weniger Energie. Ähnlich verhält es sich bei chemischen Reaktionen mit und ohne Enzyme.

Enzyme senken die Aktivierungsenergie, die für den Start einer Reaktion nötig ist. Dadurch können biochemische Prozesse effizienter und schneller ablaufen. Wichtige Eigenschaften von Enzymen sind:

• Sie werden nur in geringen Mengen benötigt
• Sie sind nicht hitzestabil
• Sie benötigen spezifische Bedingungen wie pH-Wert und Substrat

Highlight: Die Wissenschaft, die sich mit Enzymen befasst, wird als Enzymologie bezeichnet.

Definition: Der Enzym-Substrat-Komplex ist die vorübergehende Verbindung zwischen einem Enzym und seinem Substrat während der katalytischen Reaktion.