|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Überlegen wir mal, wieviele verschiedene Stoffe bei der Besprechung der Zellbestandteile vorkamen? Und welche waren die wichtigsten? Sicherlich sind die Nährstoffe mit am wichtigsten. Allgemein für Organismen werden folgende Stoffe Hauptnährstoffe genannt:
Wir wollen uns nun mit den Proteinen als eine für Zellen wichtige Stoffgruppe beschäftigen. Testen Sie sich selbst! Was wissen Sie bisher über Proteine?
Nach der Beantwortung dieser Fragen wird einem klar, dass Proteine wesentlich zum Aufbau und Funktionieren einer Zelle beitragen. Nachfolgend soll der Aufbau und die Funktion der Proteine besprochen werden. Ein paar kleine Tests geben Auskunft, aus welchen Elementen Proteine bestehen:
Da Proteine organische Stoffe sind, müssen ebenfalls Kohlenstoff, Wasserstoff und eventuell Sauerstoff enthalten sein.Der Nobelpreisträger LinusPauling
hat 1951 wesentlich zur Aufklärung der räumlichen Struktur
der Eiweiße beigetragen. Sie gelang mit Hilfe der Röntgenstrukturanalyse,
bei der ein Kristall des zu untersuchenden Stoffes gezüchtet
wird, der dann mit Röntgenstrahlen durchleuchtet wird. Diese
werden charakteristisch an den Atomen gebeugt. Aus der Ablenkung
der Strahlen werden die räumliche Struktur und die Atompositionen
errechnet. Danach kann man heute mit dem Computer ein Modell des
Moleküls erzeugen.
Proteine bestehen aus Makromolekülen ( = Riesenmoleküle). Solche Moleküle sind immer aus sich wiederholenden Bausteinen aufgebaut wie z. B. eine Perlenkette.
1.2.2 Struktur und Einteilung von Aminosäuren Um sich miteinander verbinden zu können,
benötigen die Bausteine sozusagen 2 "Bindearme":
Die Proteinmoleküle entsprechen der Kette
mit verschiedenen Bausteinen. Die "Bindearme" sind
spezielle funktionelle Gruppen.
Die allgemeine Formel ist rechts abgebildet. Ein solches Molekül bildet einen Baustein eines Proteins. Im Molekül sind 2 funktionelle Gruppen zu sehen: die Carboxylgruppe -COOH und die Aminogruppe -NH2. Mit diesen Gruppen wird die Verbindung zu den anderen Bausteinen geknüpft. Dabei verbindet sich die Carboxylgruppe der einen Aminosäure mit der Aminogruppe der anderen. Die Bindung heißt Peptidbindung. Die Reste sind bei den 20 biologisch wichtigen Aminosäuren verschieden. Die oben abgebildete Formel wird der tatsächlichen räumlichen Struktur nicht gerecht. Die 4 Bindungen am C-Atom sind tatsächlich in die Ecken eines Tetraeders (Pyramide mt 4 Flächen) gerichtet. Da dies schwer darzustellen ist, benützt man obige Form. Von den 20 Aminosäuren haben wiederum ca. 5 besondere Bedeutung für die Zelle. Wir werden Ihnen später öfters begegnen. Dies sind die Aminosäuren Alanin, Glycin, Glutaminsäure, Cystein und Phenylalanin die in 3 Formen dargestellt sind:
Man sollte sich die normale Form merken. Die reduzierte Form eignet sich gut , wenn die Aminosäuren als Bausteine in einer Kette dienen. Die Summenformeln braucht man sich nicht zu merken, sehr wohl jedoch die Abkürzungen Ala, Gly, Glu, Cys, Phe. So läßt sich natürlich leicht eine Kette darstellen z.B. Cys-Glu-Ala-Phe-Gly. Man nennt ein solches Molekül ein Peptid. Alle Aminosäuren sehen Sie auf folgender
Abbildung: |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Betrachtet man die 20 Aminosäuren, fallen einem Gemeinsamkeiten auf:
Neben den in Proteinen vorkommenden Aminosäuren gibt es auch noch andere für Zellen wichtige Aminosäuren, z.B. GABA = g-Amino-Buttersäure, ein Neurotransmitter (Info-Überträgerstoff im Nervensystem) siehe Abb. 8
Ornithin = spielt beim Aminosäureabbau eine Rolle Abb. 9 oder Thyroxin = Schilddrüsenhormon, Abb. 10. 2,6-Diaminopimelinsäure = in Bakterienzellwänden von z.B. E.Coli (Gram -)
Im nächsten Kapitel lernen wir nun die wichtigste Eigenschaft der Aminosäuren kennen. |
|
