Protein
Protein kommt vom griechischen Wort „proteios“, was so viel bedeutet wie zuerst oder primär. Protein, der Baustein des Lebens, wird in allen Formen lebender Zellen synthetisiert. Der Mensch verfügt über Zehntausende von Proteinarten, die alle aus einer Reihe von 20 Aminosäuren aufgebaut sind. Ein Polymer aus Aminosäuren ist ein Polypeptid.
Alle Aminosäuren verfügen über gemeinsame Strukturen. Aminosäuren bestehen aus einer Aminogruppe und einer Carboxylgruppe, die durch ein Alpha-Kohlenstoffatom verbunden sind. Die R-Gruppe, die auch als Seitenkette bezeichnet wird, ist bei jeder Aminosäure unterschiedlich. Die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Seitenkette bestimmen die funktionelle Rolle der Aminosäure im Polypeptid. Aufgrund der einzigartigen Eigenschaften der Seitengruppe kann eine Aminosäure hydrophob, hydrophil, sauer oder basisch sein.
Aminosäuren werden durch eine Dehydratisierungsreaktion verbunden, die durch den Entzug von Wasser gekennzeichnet ist. Die daraus resultierende kovalente Bindung wird als Peptidbindung bezeichnet. Ein Polypeptid, unabhängig von seiner Länge, hat ein einziges Aminosäureende (N-Terminus) und ein einziges Carboxylende (C-Terminus).
Es ist wichtig zu beachten, dass der Begriff Polypeptid nicht gleichbedeutend mit Protein ist. Ein funktionelles Protein ist nicht nur eine einzelne Polypeptidkette, sondern ein oder mehrere Polypeptide, die präzise zu einem einzigartig geformten Molekül gefaltet sind. Ein spezifisches Protein bestimmt seine Funktion.
Aminosäure
| Aminosäuren | Abk. (3 Buchstaben) | Abk. (1 Buchstabe) |
|---|---|---|
| Alanin | Ala | A |
| Arginin | Arg | R |
| Asparagin | Asn | N |
| Asparaginsäure | Asp | D |
| Cystein | Cys | C |
| Glutaminsäure | Glu | E |
| Glutamin | Gln | Q |
| Glycin | Gly | G |
| Histidin-His | H | |
| Isoleucin | Ile | I |
| Leucin | Leu | L |
| Lysin | Lys | K |
| Methionin | Met | M |
| Phenylalanin | Phe | F |
| Prolin | Pro | P |
| Serin | Ser | S |
| Threonin | Thr | T |
| Tryptophan | Trp | W |
| Tyrosin | Tyr | Y |
| Valin | Val | V |
Proteinstruktur
Proteine haben drei Strukturen: primäre, sekundäre und tertiäre Struktur.
Die Primärstruktur eines Proteins ist seine Polypeptidsequenz. Die Sekundärstruktur besteht aus der Spirale (Alpha-Helix) und den Falten (Beta-Faltblatt), die durch Wasserstoffbrücken zwischen den sich wiederholenden Bestandteilen der Polypeptidketten entstehen. Die Tertiärstruktur ist die Gesamtform des Polypeptids, die sich aus der Interaktion zwischen den Seitenketten der verschiedenen Aminosäuren ergibt. Eine Quartärstruktur entsteht außerdem, wenn ein Protein aus zwei oder mehr Polypeptidketten besteht.