Aufgaben der Proteine und Proteintypen

Proteine erfüllen vielfältige Funktionen im menschlichen Körper:

1. Energielieferant: 1g Protein liefert 4 kcal/17 kJ Energie.
2. Transportfunktion: z.B. Hämoglobin für den Sauerstofftransport.
3. Baustoff: für Zellen, Enzyme, Hormone, Blutgerinnungsfaktoren und Antikörper.
4. Pufferfunktion: Aminosäuren können den pH-Wert im Körper regulieren.
5. Gerüst- und Stützfunktion: z.B. Keratin in Haaren und Nägeln, Kollagen in Sehnen und Bändern.

Highlight: Die vielfältigen Funktionen der Proteine machen sie zu unverzichtbaren Bestandteilen aller lebenden Organismen.

Man unterscheidet zwei Haupttypen von Proteinen:

1. Globuläre Proteine (Funktionsproteine):

   • Kompakte, kugelförmige Struktur
   • In Wasser löslich
   • Vorkommen: in Zellen, Enzymen, Zellkernsubstanzen, Blut
   • Aufgaben: Enzyme, Transportproteine, Speicherproteine, Antikörper
   • Lebensmittelquellen: Getreide, Milch, Eiklar, Fleisch, Fisch, Kartoffeln, Obst, Gemüse

2. Fibrilläre Proteine (Strukturproteine):

   • Langgestreckte, faserförmige Struktur
   • In Wasser und verdünnten Säuren kaum/nicht löslich
   • Vorkommen: Haare, Nägel, Sehnen, Knochen, Knorpel, Muskeln
   • Aufgaben: Strukturgebung und mechanische Stabilität

Example: Fibrilläre Proteine Beispiele sind Keratin in Haaren und Nägeln, Kollagen in Sehnen und Knochen, sowie Myosin und Aktin in Muskeln.

Diese Unterscheidung zwischen globulären und fibrillären Proteinen verdeutlicht die enge Beziehung zwischen Struktur und Funktion in der Biologie der Proteine.

Aufbau von Aminosäuren und Proteinen

Der Aufbau von Proteinen beginnt mit den grundlegenden Bausteinen, den Aminosäuren. Diese setzen sich aus Kohlenstoff, Sauerstoff, Wasserstoff, Stickstoff und teilweise Schwefel oder Phosphat zusammen. Jede Aminosäure besitzt eine Amino- und eine Carboxylgruppe, die an ein zentrales Kohlenstoffatom gebunden sind.

Highlight: An der Proteinbildung sind 20 verschiedene Aminosäuren beteiligt, die sich in ihrem organischen Rest unterscheiden.

Die Verknüpfung von Aminosäuren erfolgt durch Peptidbindungen, bei denen Wasser abgespalten wird. Diese Reaktion verbindet die Carboxylgruppe einer Aminosäure mit der Aminogruppe einer anderen.

Vocabulary: Peptidbindung - Eine kovalente Bindung zwischen Aminosäuren, die unter Wasserabspaltung entsteht.

Proteine können in einfache und zusammengesetzte Proteine unterteilt werden. Einfache Proteine bestehen nur aus Aminosäuren, während zusammengesetzte Proteine zusätzliche Nichteiweißanteile wie Phosphat, Kohlenhydrate oder Lipide enthalten.

Die Primärstruktur eines Proteins beschreibt die lineare Abfolge der Aminosäuren. Diese Sequenz ist charakteristisch für jedes spezifische Protein und bestimmt seine Eigenschaften.

Example: Die Primärstruktur eines Proteins könnte wie folgt aussehen: Tyr-Lys-Ala-Ala-Val-Asp-Leu

Je nach Länge der Aminosäurekette unterscheidet man zwischen Oligopeptiden (bis 10 Aminosäuren), Polypeptiden (10-100 Aminosäuren) und Proteinen (über 100 Aminosäuren).