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Vorkommen:
In jeder tierischen Zelle kommen einige Tausend verschiedene Proteine vor. Sie stellen mengenmäßig den größten Anteil organischer Verbindungen im Zytoplasma dar. Schätzungsweise bauen rund 50.000 verschiedene Proteine den menschlichen Körper auf.
Bedeutung / Funktion:
Proteine besitzen multiple Funktionen:
als Gerüstsubstanzen (Keratine) in Horn, Haaren und Federn.
als Biokatalysatoren (Enzyme) z.B. das Enzym Pepsin für die Verdauung.
als Hormone
als Antikörper
als Reservestoffe z.B. Muskelkontraktion
Bau / chemisches Verhalten der Proteine:
Etwa 20 verschiedene Aminosäuren bilden die Grundbausteine der Proteine. Sie tragen alle eine basische Aminogruppe (-NH2) und eine saure Carboxylgruppe (-COOH). Man bezeichnet sie aufgrund ihrer basischen und sauren Eigenschaften auch als Zwitterionen. Jede Aminosäure hat eine jeweils für sie charakteristische organische Restgruppe.
Bildung von Proteinen (Peptidbindung):
Die einzelnen Aminosäuren verbinden sich zu kettenförmigen Polypetidketten. Hierbei reagiert die Carboxylgruppe der vorhergehenden Aminosäure mit der Aminogruppe der nächsten Aminosäure unter Abspaltung von Wasser.
Struktur:
Jedes Protein zeichnet sich durch charakteristische Anordnung der Bausteine und somit einer einmaligen räumlichen Struktur aus, die in vier verschiedenen Betrachtungsweisen beschrieben werden kann:
Primärstruktur beschreibt die Reihenfolge der verschiedenen Aminosäuren einer Peptidkette.
Sekundärstruktur beschreibt die Auffaltungsmöglichkeiten von Polypeptidketten. Sie entsteht entweder durch die Formation von Wasserstoffbrückenbindungen innerhalb einer Polypeptidkette (Alpha-Helix-Struktur) oder durch die Ausbildung von Wasserstoffbrückenbindungen zwischen zwei Polypeptidbindungen (Beta-Faltblattstruktur).
Teritärstruktur: beschreibt die weitere Auffaltung Sekundätstrukturen, die zusätzlich über Elektronenpaarbindungen, Ionenbindungen und Van-der-Waals-Kräfte stabilisiert werden.
Quatärstruktur: liegt dann vor, wenn mehrere Proteine sich zu einem funktionsfähigen Komplex zusammenlagern |
