Proteine und Aminosäuren

Hallo, ich bin Natascha und wir wollen uns heute die Proteine und ihre Bausteine, die Aminosäuren anschauen. Wir wollen herausfinden, wie sie aussehen und aufgebaut sind, was sie im Körper machen und was für verschiedene Arten von Proteinen es gibt.  Das Wort Protein leitet sich vom griechischen Wort "protos" ab, was soviel bedeutet wie "Erstes" oder "Wichtigstes". Und wirklich sind die Proteine nicht aus einem lebendigen Organismus herauszudenken. Sie sind nicht nur die häufigsten organischen Bauteile des Körpers, sondern sind notwendig für fast alle Prozesse, die im Körper stattfinden. Das liegt daran, dass Proteine so verschiedene Funktionen erfüllen können wie Signalstoffe erkennen, Stoffe binden, transportieren und wieder abgeben, Ionen pumpen, Reaktionen katalysieren oder Strukturen, wie z.B. ein Haar, stabilisieren. Wollen wir verstehen, wie ein Protein aufgebaut ist, kommen wir nicht drum herum, uns erst einmal mit den Aminosäuren vertraut zu machen. Im menschlichen Körper gibt es 21 verschiedene Aminosäuren, die alle einen einheitlichen Bauplan haben. In der Mitte steht ein Kohlenstoffatom. Daran gebunden ist ein Wasserstoffatom, eine Aminogruppe, eine Carboxylgruppe und ein Rest. Dieser Rest wird auch Seitenkette genannt und bestimmt, was für eine Aminosäure wir vor uns haben. Er kann entweder ein einzelnes Atom sein oder eine ganze Gruppe von Atomen. Das wichtigste Prinzip für die Bildung eines Proteins ist die Peptidbindung. Jede Carboxylgruppe einer Aminosäure kann sich nämlich unter Wasserabspaltung mit der Aminogruppe einer anderen Aminosäure verbinden. Wenn 2 Aminosäuren sich miteinander verbinden, haben wir das einfachste Peptid, das Dipeptid. Kurze Aminosäureketten von weniger als 10 Aminosäuren nennt man Oligopeptide. Lange Ketten von 50 bis ca. 2000 Aminosäuren, heißen Polypeptide. Und erst bei Polypeptiden spricht man auch von Proteinen, die meist aus Hunderten oder Tausenden von Aminosäuren bestehen.  Wenn wir ein Protein ansehen, dann ist die Reihenfolge der Aminosäuren ausschlaggebend dafür, welches Protein gebildet wurde. Diese lange Sequenz von Aminosäuren, die aussieht wie ein langer Faden, wird auch Primärstruktur genannt. Diese Primärstruktur bildet sozusagen das Grundgerüst. Allerdings findet man ein Protein meist nicht in dieser Form in einer Zelle vor. Stattdessen gehen die Seitenketten der Aminosäuren an manchen Stellen untereinander noch mal Bindungen ein und bilden alpha-Helixen, die wie kleine Spiralen aussehen, oder beta-Faltblätter. Diese Formen werden Sekundärstruktur genannt und sind zweidimensional. Als Tertiärstruktur wird dann die dreidimensionale Anordnung aller Moleküle eines Proteins im Raum bezeichnet. Diese Struktur kommt dadurch zustande, dass sich gleich geladene Seitenketten abstoßen und unterschiedlich geladene Seitenketten anziehen. Es gibt Wasserstoffbrückenbindungen oder Ionenbindungen zwischen sauren und basischen Seitenketten. Zusätzlich stabilisieren sogenannte kovalente Bindungen zwischen Schwefelatomen die räumliche Struktur. Auf diese Art und Weise entsteht dann ein Proteingebilde, das zum Beispiel lang gestreckt ist wie bei den Faserproteinen. Oder die Tertiärstruktur bildet eine annähernd kugelige Form. Diese Proteine werden auch globuläre Proteine genannt. Und je nachdem, wie die Oberflächenstruktur eines Proteins aussieht, wird darüber auch seine Funktion bestimmt. So gibt es zum Beispiel Rezeptor-Proteine, die nur reagieren, wenn ein Botenstoff sich an sie bindet, der wie ein Schlüssel ins Schlüsselloch passt. So wird also die Primärstruktur des Proteins durch die Reihenfolge der Aminosäuren bestimmt. Die Primärstruktur wiederum bestimmt die Sekundärstruktur. Die Sekundärstruktur gibt die Tertiärstruktur vor und diese bestimmt die Funktion eines Moleküls.  Wir wissen jetzt also, dass Proteine überall im Körper zu finden sind, und haben viele Beispiele für ihre Funktionen gesehen. Wir kennen den Aufbau einer Aminosäure und wissen, wie sie sich zu Peptiden und Proteinen zusammensetzen. Wir kennen auch die verschiedenen Strukturen der Proteine und wissen, wie sie zustande kommen.  Ich hoffe, es hat euch gefallen und wir sehen uns beim nächsten Video.