Proteine: Aufbau, Struktur & Aufgaben

Biologie; Die genetische Information; 9. Klasse Gymnasium; Proteine: Aufbau, Struktur & Aufgaben

Aufbau

Proteine (Eiweiße) kommen in allen Zellen der Lebewesen vor und haben viele wichtige Funktionen im Körper. Sie bestehen aus Aminosäuren, die bei der Verdauung über die Dünndarmwand aufgenommen und über das Blut im Körper verteilt werden. Sobald sie an der benötigten Stelle im Körper angekommen sind, werden die einzelnen Aminosäuren zusammengebaut und es entstehen Proteine. Der Körper kann zwar einige Aminosäuren selbst herstellen, doch $8$ von insgesamt $20$ müssen mit der Nahrung aufgenommen werden, weshalb sie auch als essenzielle Aminosäuren bezeichnet werden.

Im menschlichen Körper können bis zu $100 \,000$ verschiedene Proteine gebaut werden.
Ein Protein kann aus über $100$ Aminosäuren bestehen.
Die Bauanleitung für jedes Protein befindet sich in unseren Genen.
Die acht essenziellen Aminosäuren sind: Isoleucin, Leucin, Lysin, Methionin, Phenylalanin, Threonin, Tryptophan und Valin.

Biologie; Die genetische Information; 9. Klasse Gymnasium; Proteine: Aufbau, Struktur & Aufgaben — Verschiedene Aminosäuren (1.) bilden eine lange Kette, um Peptide oder Proteine zu formen.

Hinweis: Bei weniger als $100$ verbundenen Aminosäuren heißen diese Peptide, bei mehr als $100$ wird von Proteinen gesprochen.

Struktur

Die Struktur der Proteine ist dreidimensional, da Anziehungskräfte zwischen Aminosäuren eines Proteinmoleküls gebildet werden. Durch die Abfolge der Aminosäuren wird die Struktur und die Funktion des Proteins festgelegt. Zum Beispiel besteht Hämoglobin (roter Blutfarbstoff) aus vier Proteinmolekülen, die jeweils eine Häm-Gruppe für den Sauerstofftransport haben.

Strukturebenen des Proteins

Proteine setzen sich aus einer Kette an Aminosäuren (1.) zusammen (Primärstruktur). Durch Wechselwirkungen der Aminosäuren entstehen regelmäßige Strukturen (Sekundärstruktur). In der dritten Ebene von oben ordnet sich die Aminosäurekette räumlich an und die Polypeptidkette faltet sich (Tertiärstruktur). In der letzten (in der Abbildung untersten) Ebene entsteht eine Anordnung aus mehreren Polypeptidketten (2.-3.) - Proteinkomplex genannt (Quartärstruktur).

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Aufgaben

Es gibt zwei Arten von Proteinen: globuläre und faserartige Proteine. Sie unterscheiden sich durch ihre Struktur und ihre Funktion.

Globuläre Proteine

Die globulären Proteine haben eine kugelförmige Struktur und dienen zu unterschiedlichen Zwecken.

Enzyme (biochemische Reaktionen im Körper)
Transportproteine (Transport von Stoffen)
Antikörper (Beseitigung von Krankheitserregern)
Gerinnungsfaktoren (Verschließung von Wunden)
Hormone (Regulation von Körperfunktionen)

Faserartige Proteine

Die faserartigen Proteine dienen vor allem Aufbau und Struktur des Körpers.

Keratin (Haare und Nägel)
Kollagen (Haut, Knochen und mehr)
Myosin oder Actin (Muskelproteine für Bewegung)

Hinweis: Hormonproteine wie Insulin oder Glukagon regulieren den Blutzuckerspiegel des Menschen.