Proteinfaltung
Die Proteinfaltung ist der Prozess, durch den ein Protein seine funktionelle Form oder "Konformation" erhält. Es ist hauptsächlich ein selbstorganisierender Prozess. Ausgehend von einer zufälligen Spule falten sich die Polypeptide in ihre charakteristische Arbeitsform. Die Struktur wird durch Wasserstoffbrückenbindungen zusammengehalten.
Die Etappen sind:
- Jedes Protein liegt als ungefaltetes Polypeptid oder als zufällige Spule vor, wenn es von einer Sequenz von mRNA in eine lineare Kette von Aminosäuren übersetzt wird. Dieses Polypeptid hat keine entwickelte dreidimensionale Struktur (links in der oberen Abbildung).
- Aminosäuren interagieren miteinander, um eine wohldefinierte dreidimensionale Struktur, das gefaltete Protein, zu erzeugen (rechte Seite der Abbildung). Dies wird als nativer Zustand bezeichnet. Die resultierende dreidimensionale Struktur wird durch die Aminosäuresequenz bestimmt (Anfinsens Dogma).
Ohne seine korrekte dreidimensionale Struktur funktioniert ein Protein nicht. Einige Teile von Proteinen können sich jedoch nicht falten: dies ist normal.
Wenn sich Proteine nicht in ihre ursprüngliche Form falten, sind sie inaktiv und in der Regel toxisch. Es wird angenommen, dass mehrere Krankheiten auf falsch gefaltete Proteine zurückzuführen sind. Viele Allergien werden durch die Faltung der Proteine verursacht, denn das Immunsystem produziert nicht für alle möglichen Proteinstrukturen Antikörper.
Die Struktur eines Chaperonins. Chaperonine unterstützen eine gewisse Proteinfaltung.
Die Proteinfaltung ist die dritte Stufe in der Entwicklung der Proteinstruktur.
Protein vor und nach der Faltung
Anstandsdamen
Chaperonine sind große Proteine, die die Faltung einiger Proteine nach der Synthese unterstützen. Chaperone im Allgemeinen wurden zuerst entdeckt, indem sie Histone und DNA bei der Verbindung zur Bildung von Nukleosomen unterstützen. Nukleosomen sind die Bausteine für die Chromosomen. Heute ist klar, dass viele Zellorganellen auf diese Weise aufgebaut werden.
Fragen und Antworten
F: Was ist die Proteinfaltung?
A: Proteinfaltung ist der Prozess, bei dem sich eine Polypeptidkette von einer ungefalteten linearen Kette von Aminosäuren in ihre charakteristische dreidimensionale Form verwandelt.
F: Was hält die Struktur zusammen?
A: Die Struktur eines gefalteten Proteins wird durch Wasserstoffbrücken zusammengehalten.
F: Was sind die Phasen der Proteinfaltung?
A: Die Stufen der Proteinfaltung umfassen ein ungefaltetes Polypeptid oder eine zufällige Spule, wenn es von der mRNA in eine lineare Kette von Aminosäuren übersetzt wird und dann miteinander interagiert, um eine wohldefinierte dreidimensionale Struktur zu erzeugen, die als nativer Zustand bekannt ist.
F: Was passiert, wenn sich Proteine nicht richtig falten?
A: Wenn sich Proteine nicht in ihre native Form falten, sind sie inaktiv und in der Regel giftig. Dies kann zu verschiedenen Krankheiten und Allergien führen, die durch fehlgefaltete Proteine verursacht werden, die vom Immunsystem nicht erkannt werden.
F: Wer hat das Problem der Proteinfaltung im Jahr 2020 gelöst?
A: Am 30. November 2020 wurde das Problem der Proteinfaltung von der Firma DeepMind für künstliche Intelligenz gelöst.
F: Was ist das Dogma von Anfinsen? A: Das Dogma von Anfinsen besagt, dass die resultierende dreidimensionale Struktur eines gefalteten Proteins durch seine Aminosäuresequenz bestimmt wird.
