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Biologie 
5.2.1.3 Proteine

Proteine (Eiweiß) werden vor allem im Baustoffwechsel zu körpereigenen Stoffen umgebaut. Neben Strukturproteinen wie in Muskeln sind hier auch Enzyme zu nennen. Dazu werden die Proteine zuerst in die Grundbausteine, die Aminosäuren, gespalten und dann zu neuen Proteinen zusammengesetzt, die Effektivität dieses Umbaus wird mit der biologischen Wertigkeit beschrieben. Viele Aminosäuren können aus anderen synthetisiert werden, andere müssen als essentielle Aminosäuren mit der Nahrung aufgenommen werden. Proteine werden auch zur Energiegewinnung herangezogen und in den Citratzyklus eingespeist, ein Gramm liefert wie Kohlenhydrate auch etwa 17,2 kJ Energie.

Proteine werden aus unterschiedlichsten Lebensmitteln wie Nutzpflanzen, Tieren oder Milchprodukten bezogen.

Proteine, Aminosäuren

Eiweiß - damit verstehen viele Leute den nicht gefärbten Inhalt des Hühnereis. 

Allgemein wird der Begriff aber für eine ganze Klasse von Stoffen, "Die Proteine" gebraucht. Proteine sind in jeder Zelle zu finden und machen dort die Hauptmasse des Protoplasmas aus. 

Es gibt Millionen verschiedener Eiweißstoffe; viele kennen wir gut, manche schon bis in die letzten Einzelheiten - und alle sind aus nur 20 verschiedenen Bausteinen den sogenannten "Aminosäuren" aufgebaut. 
Alle Aminosäuren, die man aus der Zerlegung von Proteinen gewinnen kann, sind nach dem gleichen Schema aufgebaut: 
1. an einem Ende sitzt eine Säuregruppe (Carboxylgruppe, -COOH)
2. an zweiter Stelle sitzt eine Aminogruppe (-NH2)
3. Der Rest ist im einfachsten Falle ein Wasserstoffatom, bei größeren Aminosäuren sind es komplizierte Ringsysteme.

Die wichtigsten Aminosäuren sind: 

AlaninGlutaminsäureAsparaginsäureProlin
LeuzinCysteinSerinTyrosin
IsoleuzinGlycinValinMethionin
ThreoninLysinArgininHistidin
PhenylalaninTryptophan  

Zwei Aminosäuren können sich zu einem Dipeptid verbinden. Weiter entsteht ein Tri-, ein Tetra- und schließlich ein Polypeppeptid. Eine kürzere oder längere Kette je nach Anzahl Aminosäuren. Eine Kette enthält zwischen 100 und 30'000 Glieder = Aminosäuren-Reste; Ihr Molekulargewicht reicht dann von etwa 17'000 bis 5 Millionen. Deswegen spricht man auch von Makromolekülen.  
Währe die Länge der Kette das einzig entscheidende, so könnte es nur etwa 30'000 verschiedene Eiweißkörper geben. - aber das ist ganz entschieden zu wenig. In der Praxis ist es nicht gleichgültig welche Aminosäure an welcher Stelle steht; im Gegenteil ist die Aufeinanderfolge, die Sequenz der Aminosäuren, von höchster Bedeutung.

Um das zu verdeutlichen, betrachten wir zunächst ein einfaches Tripeptid. Es besteht aus drei verschiedenen Aminosäuren. Demnach gibt es, wie sich leicht darstellen lässt (3x3x3 = 33 = 27) also 27 verschiedene Tripebtide aus nur drei Aminosäuren. Von ihnen sind allerdings 2 x 9 nur spiegelbildlich verschieden. Wenn wir die Tripeptide beliebig von vorne oder von hinten lesen, dann fallen 9 Spiegelbilder aus, und wir hätten nur 18 verschiedene Möglichkeiten. Aber wir wissen, dass die Ketten in der Natur tatsächlich nur von einer Richtung gelesen werden. Dies ist wie bei den Telefonnummern. 123 ist nicht gleich wie 321. 

Wie viele verschiedene Proteine kann es demnach geben?

Die Vielfalt der Möglichkeiten übersteigt jedes Vorstellungsvermögen. Wir haben 20 Verschiedene Aminosäuren. Bauen wir aus Ihnen Polypeptidketten mit nur 100 Aminosäuren, so gibt das mathematisch ausgedrückt 20100 = etwa 10130 Verschiedene Möglichkeiten. 
Lassen wir der Natur nur 1 Sekunde um in der Evolution eine Möglichkeit zu probieren, Braucht es bereits so viele Jahre dass wir zurück zum Urknall kommen. Wenn wir aber bedenken, dass die Komplizierten Ketten wie es sie braucht um einen Menschen zusammen zu bauen, so muss jemandem der Evolution gewaltig geholfen haben, sonst könnten Sie diese Zeilen sicher nicht auf dem Internet lesen. Diese Zahl ist mehr als Billionenfach größer, als die Zahl der Atome im gesamten Weltall überhaupt. 

Quelle [56]

 

 
 
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01.01.2008                          © Copyright 1995-2008 msporting.com. All rights reserved.