Begegnungen mit der Natur 8, Schulbuch

Proteine – die Bausteine des Lebens Proteine sind sehr lange Polypeptide (100 bis mehrere 1000 Einzelmoleküle). Für jedes Protein ist eine bestimmte Zahl und Abfolge der Aminosäuren charakteris­ tisch (Primärstruktur; siehe Abb. 7a). Die Primärstruktur ist also verantwortlich für die Eigenschaften eines Proteins. Wird sie auch nur geringfügig verändert, kann die Funktion des Proteins beein­ flusst werden und zu Störungen im Organismus führen. So verursacht zB der Austausch einer einzigen Aminosäure im Hämoglobinmolekül (siehe Abb. 7e) die Sichelzellenanämie (siehe Seite  40). Die Proteine liegen aber nicht als einfache Aminosäureketten vor. Durch Wasser­ stoffbrückenbindungen bilden sie schraubig gedrehte oder in Falten gelegte Ketten (Sekundärstruktur; α-Helix oder β-Faltblatt; siehe Abb. 7b und c), die durch Verdrehung weitere komplizierte räumliche Strukturen bilden (Tertiärstruktur; siehe Abb. 7d). Mehrere Protein-(bzw. Polypeptid-)Moleküle können auch gemein­ sam eine funktionsfähige Einheit bilden (Quartärstruktur). Ein Beispiel dafür ist das Hämoglobin (siehe Abb. 7e). Proteine erfüllen viele Funktionen im Körper, unter anderem sind sie als Enzyme am Ablauf der Stoffwechselvorgänge beteiligt, befördern als Transportproteine Stoffe durch den Körper, sind als Antikörper an Immunreaktionen beteiligt (siehe Begegnungen mit der Natur, Band 6) und kontrollieren als Membranproteine den Stofftransport durch Zellmembranen (siehe Begegnungen mit der Natur, Band 5). Die Gesamtheit aller Proteine in einem Lebewesen, einem bestimmten Gewebe, einer Zelle oder einem Zellbereich (zB im Zellkern) wird als Proteom bezeichnet. Proteine Besonders bedeutend auf dem Gebiet der Proteinforschung war der Wiener Chemiker Max Ferdinand Perutz (1914–2002) gemeinsam mit dem aus Oxford stammenden Chemiker Sir John Cowdery Kendrew (1917–1997). In den Jahren 1953 bis 1960 gelang es ihnen, die Struktur verschiedenster Proteine zu bestimmen. Sie erhielten dafür 1962 den Nobelpreis für Chemie. Polypeptide sind viele (>10) miteinander verknüpfte Aminosäuren Aminosäuren sind organische Verbindungen, die ua. eine Aminogruppe (–NH 2 ) und eine Carboxylgruppe (–COOH) aufweisen. Am Aufbau der Proteine sind 20 ver­ schiedene Aminosäuren beteiligt (siehe Seite 27), sie werden als pro­ teinogene Aminosäuren bezeichnet. Enzyme auch als Biokatalysatoren bezeichnet; steuern die chemischen Abläufe im Kör­ per von Lebewesen (siehe Begegnungen mit der Natur, Band 5) Transportproteine zB Hämoglobin (transportiert Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid) und Transferrin (transportiert Eisen im Blut) a) Primärstruktur c) Sekundärstruktur: β -Faltblatt e) Hämoglobin; Quartärstruktur b) Sekundärstruktur: α-Helix d) Untereinheit des Hämoglobins, Tertiärstruktur ▶ 7  Struktur der Proteine Globin β 1 β 2 α 2 α 1 Häm Arbeitsheft Seite 16, 17, 19 M 24 Molekulargenetik Nur zu Prüfzwec en – Eigentum des Verlags öbv