Aufbau und Struktur von Proteinen
Proteine sind Polymere, die aus 20 verschiedenen Aminosäuretypen aufgebaut sind. Die spezifische Sequenz und der prozentuale Anteil der Aminosäuren bestimmen die Eigenschaften jedes Proteins.
Proteine bestehen aus einer oder mehreren Polypeptidketten, die unverzweigte lineare Polymere aus kovalent verbundenen Aminosäuren sind. Die Größe dieser Ketten variiert erheblich:
- Insulin, ein relativ kleines Protein, besteht aus 51 Aminosäuren und hat eine Molekülmasse von 5733 Da (Dalton).
- Titin, ein Muskelprotein, ist mit etwa 27.000 Aminosäuren und einer Molekülmasse von ca. 3 Millionen Da eines der größten bekannten Proteine.
Highlight: Die Variabilität in der Anordnung der Aminosäuren, also ihre Sequenz, ist die Grundlage für die enorme Vielfalt von Proteinstrukturen und -funktionen.
Vocabulary: Proteine Aufbau - Die grundlegende Struktur eines Proteins wird durch die Abfolge (Sequenz) seiner Aminosäuren bestimmt, die sich zu einer spezifischen dreidimensionalen Struktur falten.
Jede Aminosäure besitzt charakteristische funktionelle Gruppen:
- Eine Carboxylgruppe (-COOH)
- Eine Aminogruppe (-NH2)
- Ein α-C-Atom, an dem beide Gruppen sowie ein Wasserstoffatom und eine Seitenkette (R) gebunden sind
Definition: Die Seitenkette (R) ist der Teil der Aminosäure, der ihre spezifischen chemischen Eigenschaften bestimmt und somit maßgeblich zur Funktion des gesamten Proteins beiträgt.
In der lebenden Zelle liegen Aminosäuren meist in ihrer ionisierten Form vor, wobei die Carboxylgruppe deprotoniert (-COO-) und die Aminogruppe protoniert (-NH3+) ist. Dieser Zustand wird als Zwitterion bezeichnet und ist für die Eigenschaften und Reaktionen der Aminosäuren in biologischen Systemen von großer Bedeutung.
Example: Ein Beispiel für die Bedeutung der Aminosäuresequenz ist das Enzym-Substrat-Komplex. Die spezifische Anordnung der Aminosäuren im aktiven Zentrum eines Enzyms ermöglicht die präzise Bindung und Umwandlung des Substrats, was die Wirkungsspezifität von Enzymen erklärt.
Das Verständnis des Proteine Aufbaus ist entscheidend für die Erforschung ihrer Funktionen und die Entwicklung neuer Therapien in der Medizin und Biotechnologie.
