Protein

Proteine sind langkettige Moleküle, die aus kleinen Einheiten, den so genannten Aminosäuren, aufgebaut sind. Sie sind über Peptidbindungen miteinander verbunden.

Sie sind biochemische Verbindungen, die aus einem oder mehreren Polypeptiden bestehen, die zu einer runden oder faserigen Form gefaltet sind.

Ein Polypeptid ist eine einzelne lineare Polymerkette von Aminosäuren. Die Sequenz der Aminosäuren in einem Polypeptid stammt von der DNA-Sequenz eines Gens. Der genetische Code spezifiziert 20 Standard-Aminosäuren. Kurz nach der Synthese werden einige Aminosäuren chemisch modifiziert. Dadurch werden die Faltung, Stabilität, Aktivität und Funktion des Proteins verändert. Manchmal haben Proteine Nicht-Peptid-Gruppen als Kofaktoren angehängt.

Proteine sind für alle Zellen essentiell. Wie andere biologische Makromoleküle (Polysaccharide und Nukleinsäuren) sind Proteine an praktisch allen Prozessen in der Zelle beteiligt:

Ein 3D-Diagramm des Proteins Myoglobin mit türkisfarbenen Alpha-Helices. Dieses Protein war das erste, dessen Struktur durch Röntgenkristallographie aufgelöst wurde. Zur rechten Mitte hin zwischen den Spulen eine Häm-Gruppe (grau dargestellt) mit einem gebundenen Sauerstoffmolekül (rot)
Ein 3D-Diagramm des Proteins Myoglobin mit türkisfarbenen Alpha-Helices. Dieses Protein war das erste, dessen Struktur durch Röntgenkristallographie aufgelöst wurde. Zur rechten Mitte hin zwischen den Spulen eine Häm-Gruppe (grau dargestellt) mit einem gebundenen Sauerstoffmolekül (rot)

Proteine für den Menschen

Proteine haben je nach ihrer Form unterschiedliche Funktionen. Sie können im Fleisch oder im Muskel vorkommen. Sie werden für Wachstum und Reparatur sowie zur Stärkung der Knochen verwendet. Sie helfen bei der Bildung von Gewebe und Zellen. Sie kommen in Tieren, Pflanzen, Pilzen, Bakterien und auch im menschlichen Körper vor.

Muskeln enthalten viel Eiweiß. Wenn Eiweiß verdaut wird, wird es in Aminosäuren zerlegt. Diese Aminosäuren können dann zum Aufbau von neuem Protein verwendet werden. Proteine sind ein wichtiger Bestandteil von Lebensmitteln wie Milch, Eiern, Fleisch, Fisch, Bohnen, Spinat und Nüssen. Es gibt vier Faktoren, die die Wirkung eines Proteins bestimmen. Der erste ist die Reihenfolge der Aminosäuren. Es gibt 20 verschiedene Arten von Aminosäuren. Der zweite sind die kleinen Drehungen in der Kette. Der dritte Faktor ist die Art und Weise, wie die gesamte Struktur gefaltet wird. Die vierte ist die Frage, ob sie aus verschiedenen Untereinheiten zusammengesetzt ist. Hämoglobinmoleküle zum Beispiel bestehen aus vier Untereinheiten.

Schädigende Mutationen

Die meisten Proteine sind Enzyme, und Mutationen können sie verlangsamen oder ihre Wirkung stoppen. 50% der menschlichen Krebserkrankungen werden durch Mutationen im Tumorsuppressor p53 verursacht. p53 ist ein Protein, das die Zellteilung reguliert.

Essentielle Aminosäuren

Proteine sind in der Ernährung eines Tieres notwendig, da Tiere nicht alle Aminosäuren herstellen können, die sie benötigen (sie können die meisten davon herstellen). Sie müssen bestimmte Aminosäuren mit der Nahrung aufnehmen. Diese nennt man die essentiellen Aminosäuren. Durch die Verdauung zerlegen Tiere aufgenommenes Eiweiß in freie Aminosäuren. Die Aminosäuren werden dann im Stoffwechsel verwendet, um die vom Körper benötigten Enzyme und Strukturen herzustellen.

Es gibt neun essentielle Aminosäuren für den Menschen, die aus der Nahrung gewonnen werden. Die neun essentiellen Aminosäuren sind: Histidin, Isoleucin, Leucin, Lysin, Methionin, Phenylalanin, Threonin, Tryptophan und Valin. Fleisch enthält alle essentiellen Aminosäuren, die der Mensch benötigt; die meisten Pflanzen enthalten sie nicht. Der Verzehr einer Pflanzenmischung, wie z.B. Weizen und Erdnussbutter oder Reis und Bohnen, liefert jedoch alle essentiellen Aminosäuren, die der Mensch benötigt. Sojaprodukte wie Tofu liefern alle essentiellen Aminosäuren - ebenso wie Quinoa - aber dies ist nicht der einzige Weg, um das Protein zu erhalten, das der Mensch braucht.

Der Wissenschaftler Jöns Jacob Berzelius gab den Proteinen ihren Namen, aber auch viele andere Wissenschaftler haben Proteine untersucht.

Eiklar enthält viel Eiweiß
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