Proteine und Aminosäuren 06:20 min
Transkript 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.
Videobeschreibung
In diesem Video lernst du den Aufbau, das Aussehen und die Funktionsweise von Proteinen kennen. Die Struktur von Proteinen wird erläutert und du lernst den Bauplan von Aminosäuren kennen. Aminosäuren bilden den Grundbaustein eines jeden Proteins und sind daher ebenso wichtig wie die Proteine selbst. Außerdem lernst du die verschiedenen Arten von Proteinen kennen. Das Wort Protein leitet sich von "protos", was so viel wie "Erstes" oder "Wichtigstes" bedeutet. Ob Proteinen ihren Namen zurecht tragen, erfährst du in dem Video.
Die Tutorin:
Proteine und Aminosäuren
Proteine und Aminosäuren Übung
Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Proteine und Aminosäuren kannst du es wiederholen und üben.
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Beschreibe den Aufbau der Aminosäuren.
Tipps
Aminosäuren besitzen eine Aminogruppe.
Aminosäuren besitzen eine Carboxylgruppe.
Lösung
Proteine werden aus Aminosäuren aufgebaut. Aminosäuren bestehen aus:
- Kohlenstoffatom $C$
- Wasserstoffatom $H$
- Aminogruppe $NH_2$
- Carboxylgruppe $COOH$
- Rest (Seitenkette)
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Schildere die Bedeutung der Proteine für den menschlichen Körper.
Tipps
Das Wort Protein stammt vom griechischen Wort „protos" und bedeutet Erstes oder Wichtigstes.
Enzyme, die im Körper als Katalysatoren wirken, bestehen aus Proteinen.
Lösung
Proteine sind die häufigsten Baustoffe des Körpers. Sie sind für fast alle Prozesse im Körper notwendig. Sie wirken als Transport-, Steuer- und Regelstoffe. Sie katalysieren die Reaktionen. Sie binden Stoffe, transportieren sie und geben sie wieder ab. Sie stabilisieren Strukturen, wie z.B. Haare.
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Stelle dar, welche unterschiedlichen Peptide bei der Verbindung von Aminosäuren entstehen können.
Tipps
Das Wort poly stammt aus dem Griechischen und bedeutet viele.
Proteine gehören zu den Polypeptiden.
Lösung
Aminosäuren werden über Peptidbindungen verknüpft. Dabei entstehen bei der Verbindung von
- 2 Aminosäuren Dipeptide,
- 3 bis 9 Aminosäuren Oligopeptide,
- über 10 bis ca. 2000 Aminosäuren Polypeptide.
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Entscheide, welche Nachweisreaktionen zum Nachweis von Proteinen geeignet sind.
Tipps
Zwei der Nachweisreaktionen sind für den Nachweis von Eiweißen (Proteinen) und zwei für den Nachweis von Kohlenhydraten geeignet.
Lösung
Proteine (Eiweiße) können mit der Xanthoproteinreaktion und der Biuretreaktion nachgewiesen werden.
Die Xanthoproteinreaktion zeigt beim Vorhandensein von aromatischen Proteinen eine gelbe Verfärbung.
Bei der Biuretreaktion zeigt sich eine Violettfärbung bei Anwesenheit von Verbindungen mit Peptidbindungen.
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Analysiere die Struktur der Proteine.
Tipps
Die Primärstruktur bestimmt die Sekundärstruktur. Die Sekundärstruktur bestimmt die Tertiärstruktur.
Hämoglobin befindet sich in der Quartärstruktur.
Lösung
Bei der Struktur der Proteine unterscheidet man zwischen Primär-, Sekundär-, Tertiär- und Quartärstruktur.
Die Reihenfolge der Aminosäuren bezeichnet man als Primärstruktur, die das Grundgerüst bildet.
Die Seitenketten gehen Bindungen ein und bilden so eine zweidimensionale Sekundärstruktur, die α-Helix oder das β-Faltblatt.
Die dreidimensionale Anordnung der Moleküle bezeichnet man als Tertiärstruktur. Dabei sind chemische Bildungen zwischen den organischen Resten von großer Bedeutung, wie Wasserstoffbrückenbindungen, Ionenbindungen und auch kovalente Bindungen.
Die Quartärstruktur entsteht durch Wechselwirkungen zwischen mehreren Peptidketten eines Moleküls.
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Beschreibe Charakteristika von Faserproteinen und globulären Proteinen.
Tipps
Globulär stammt von dem lateinischen Wort globus. Das bedeutet Kugel.
Globuläre Proteine sind räumlich ausgedehnter und haben so Platz für die Einlagerung von Sauerstoff.
Lösung
Proteine können nach ihrer Struktur in zwei Gruppen unterteilt werden.
Die globulären Proteine sind kugelförmig. Sie sind räumlich ausgedehnt und können so gut Sauerstoff einlagern, z.B. Hämoglobin. Auch in Speicherproteinen und Enzymen sind sie vorhanden. Sie sind wasserlöslich.
Die fibrillären Proteine (Faserproteine) sind lang gestreckt und fadenförmig. Sie haben stützende Funktion und sind im Keratin der Haare und Nägel wie auch im Collagen des Stützgewebes anzutreffen. Sie sind nicht wasserlöslich.
25 Kommentare
man soll vor dem Video ordentlich frühstücken.
GUT
Die stimme und die Art der Erzählung ist zum EINSCHLAFEN
für welche klasse ist das ??????????????????
Video gut, doch die Stimme ist zum einschlafen.
Sehr schade, dass die Stimme so ruhig und betonungslos ist. Bitte sprich etwas lauter bzw. ausdrucksstärker!
Ansonsten danke für das gute Video.
was war nochmal die Quartiärstruktur?
ich wäre sehr dankbar, wenn die Art und Weise des Sprechens auf Erwachsener Ebene geschieht ( nicht so kindlich ). Die Sprechgeschwindigkeit ist weiterhin gut zu verstehen.
Bernd
Super Video Danke sehr :)
Hallo :)
Eine Carboxylgruppe ist eine Funktionellegruppe und beschreibt eine Stoffklasse. Aber schau dir doch dazu ganz in Ruhe dieses Video hier an:
http://www.sofatutor.com/chemie/videos/funktionelle-gruppen-der-carbonsaeuren
Gutes Video. Dennoch verstehe ich noch nicht ganz was Carboxylgruppen sind.
Wiesooo kann meine Bio-Lehrerin nicht so erklären wie DU?!?!?!
Danke, danke, danke!!!
Hallo :)
Dieses Video zeigt dir mehr über Proteine und Peptide. Darin wird auch die Peptidbindung erklärt. Es wird dir sicher weiter helfen
http://www.sofatutor.com/chemie/videos/peptidsynthese
Hallo.. Wenn man eine lange kette von Aminosäuren Moleküle zeichnen will, was sind die endo-Ausgangspunkte(Anfang-Ende)?
Selenocystein und Pyrrolysin sind proteinogene (in Proteinen vorkommende) Aminosäuren die nicht durch den genetischen Code verschlüsselt sind. Man sieht schon an den Namen dass sie sich von den AS Cystein und Lysin ableiten :)
(nach einer Literaturrecherche habe ich gelesen, dass die AS Selenomethionin auch in Proteinen vorkommen soll)
@ Marcel Schenke
Weißt du welche Aminosäure nicht im genetischen Code relevant ist?
drei Wochen bei meinem bio-Lehrer gehabt, und kein einziges wort verstanden.
jetzt habe ich mir einmal dieses Video angeguckt und sofort alles verstanden.
ihr rettet mir meine Klausur... vielen dank, ein super lehrreiches Video :)
@ Orhan:
Die Anzahl der Aminosäuren ist abhängig von der Definition. Es gibt 21 oder sogar 22 natürliche Aminosäuren die in Proteinen vorkommen. Im genetischen Code sind aber nur 20 bekannte Aminosäuren verschlüsselt. Die beiden anderen Aminosäuren werden wohl durch den Umbau der anderen Aminosäuren in das Protein transferiert. Es ist also Ansichtssache. LG Marcel :)
Ich glaube es sind 20 Aminosäuren und nicht 21 ?
Super Video, sehr gut erklärt!
@ Elvis
sehr gut aufgepasst!
ja die Sekundärstruktur ist natürlich auch schon dreidimensional.
Bei der Tertiärstruktur lagern sich dann nur mehrere Sekundärstrukturen zusammen. Das Bild zeigt die Zusammenlagerung sehr schön
http://www.bioinformatik.uni-leipzig.de/Leere/PRAKTIKUM/Protokolle/SS04/1/Bilder/protein_einf.jpg
Besser erklärt als mein Bio Lehrer !
Anmerkungen zum Video:
(1) Der Plural von Helix ist Helices und nicht Helixen
(2) Die a-Helix ist nicht zweidimensional, sondern durch die "geschraubte" Form sehr wohl dreidimensional
Oder?
Die Quartärstruktur beim Aufbau der Proteine wäre noch nennenswert.
Lehrreiches Video und süße Stimme ;)
Perfekt! Das Buch was hier als Quelle genutzt wurde, behandeln wir ebenfalls in unserem Kurs.