Eiweiße und Aminosäuren

Eiweiße (=Proteine) sind notwendig für den Bau von Organismen. Sie spielen eine zentrale Rolle z.B. im Aufbau von Muskeln, der Haut und anderen Organen und bilden wichtige Klassen, wie:

• Enzyme
• Antikörper
• Hormone
• Botenstoffe.

Eiweiße werden aus Aminosäuren gebildet. Im menschlichen Körper werden ca. 20 verschiedene Arten von Aminosäuren in Eiweißen verbaut. Ihr Aufbau gleicht sich sehr:

Die musst Du nicht alle auswendig können, keine Sorge. Aber man kann hier sehr gut erkennen, dass es in allen Aminosäuren gleiche und ungleiche Anteile gibt. Sehen wir uns zwei davon (die einfachsten: Glycin und Alanin) genauer an, um die Gemeinsamkeiten und Unterschiede besser zu verstehen.

Die beiden funktionellen Gruppen (NH2 - Amino und COOH - Säure) geben diesen Molekülen ihren Namen: Aminosäuren.Der austauschbare Schnipsel wird allgemein als Rest bezeichnet. So sieht dann auch der allgemeine Aufbau aller Aminosäuren aus:

Eiweiße bestehen aus Aminosäuren. Nun müssen die einzelnen Aminosäuren also miteinander verbunden werden. Im Körper wird das in jeder einzelnen Zelle gemacht. Die verantwortlichen Zellorganellen sind die Ribosomen, unsere Proteinfabriken. Nach den Anweisungen der DNA verknüpfen sie die richtigen Aminosäuren in der richtigen Reihenfolge miteinander. Und so sieht eine Verknüpfung zwischen 2 Aminosäuren aus:

In den roten Kästchen sieht man, wie die Verknüpfung schlussendlich aussieht. Es wird bei der ersten Aminosäure an der COOH-Gruppe das OH und an der zweiten Aminosäure ein H abgespalten. Diese Atome verbinden sich zu Wasser (H2O). Was von den Aminosäuren übrig bleibt, nachdem das Wasser weg ist, verbindet sich miteinander zum Dipeptid. Die Verbindung dazwischen nennt man Peptidbindung.

Am Alanin wird nun auf genau die gleiche Weise ein weiteres Peptid angebunden und so weiter - bis am Ende eine ganze Kette entsteht. Die Abfolge der Aminsoäuren wird von der DNA bestimmt. Es ist also ganz klar, welche Aminosäure an welche Stelle im Eiweiß gebunden wird.

Die Abfolge der Aminosäuren bezeichnet man als Sequenz oder Primärstruktur.

Im Endoplasmatischen Retikulum wird diese rohe Kette jetzt so geformt, dass eine charakteristische Form entsteht, die in eine andere Form (z.B. einen Rezeptor) exakt hineinpasst - wie ein Schlüssel in ein Schloss Das hast Du schon kennengelernt als Schlüssel-Schloss-Prinzip.

Diese Strukturen nennt man Sekundärstruktur und Tertiästruktur.

Eine Sekundärstruktur zeigt eine Form wie eine Spirale (Helix) oder ein Faltblatt. Das sieht dann so aus: 

Und dann werden diese Strukturen in die Tertiärstruktur gebracht und das sieht dann so aus (z.B.):

Eiweiße können durch verschiedene Umwelteinflüsse zertört werden. Die Zerstörung betrifft vor allem ihre Formgebung, sodass sie nicht mehr in ihr Gegenstück hineinpassen und ihre Aufgaben nicht erfüllen können. Diese Zerstörung wird als Denaturierung bezeichnet.

Folgende Umwelteinflüsse können eine Denaturierung von Proteinen herbeiführen:

1. Hitze (deshalb kann hohes Fieber für uns so gefährlich sein, man sieht das aber auch beim Kochen von Eiern - sie verändern ihre Struktur, werden fest) 
2. Säuren und Laugen
3. Schwermetalle
4. energiereiche Strahlung, wie UV-Strahlung (deshalb muss man sich vor zuviel Sonne schützen und darf nicht so oft ins Solarium), Röntgenstrahlen oder Radioaktivität

Es gibt noch andere Einflüsse, aber wenn Du diese aufzählen kannst, reicht das für die Prüfung aus.

Quiz zu Eiweißen und Aminosäuren mit Fragen, die in der mündlichen Prüfung schon gestellt wurden