Proteine
Aufbau
- Proteine bestehen aus proteinogenen Aminosäuren,
die mit Peptidbindungen zu längeren Ketten verbunden sind.
- Das Amino-Ende wird als N-Terminus, das Carboxy-Ende als C-Terminus
bezeichnet.
- Definitionsgemäß werden Proteine immer so geschrieben, dass der
N-Terminus links und der C-Terminus rechts steht.
Bildung
- Proteine werden an den Ribosomen gebildet.
- Da das Startcodon AUG der zu translatierenden mRNA die Aminosäure Methionin
codiert, fangen praktisch alle Proteine mit dieser Aminosäure an.
Raumstruktur
- Die Raumstruktur der Proteine ist durch die Aminosäuresequenz festgelegt.
- Stabilisiert wird die Raumstruktur dabei sowohl durch kovalente, als auch
durch nicht kovalente Bindungen, wobei letztere überwiegen.
- Nicht kovalente Bindungen
- Wasserstoffbrücken
- elektrostatische Wechselwirkungen durch polare (geladene)
Aminosäuren
- hydrophobe Wechselwirkungen zwischen apolaren
Kohlenwasserstoffresten der Aminosäuren
- van-der-Waals-Kräfte
- Kovalente Bindungen
- Disulfidbrücken
- zwischen einzelnen Cystein-Molekülen
- die verknüpften Cystein-Moleküle werden als Cystin
bezeichnet
- Die Raumstruktur kann aufgelöst werden, was als Denaturierung
bezeichnet wird. Dazu müssen die Bindungen, die für die Raumstruktur
verantwortlich sind, aufgebrochen werden.
- Zum Lösen der kovalenten Bindungen wird β-Mercaptoethanol
eingesetzt, die nicht kovalenten Bindungen werden mit 8 molarer
Harnstoff-Lösung aufgebrochen.
- Die so entstandene Kette lagert sich zu einem zufälligen Knäuel zusammen
und zeigt keine biologische Aktivität, sie ist denaturiert.
- Entfernt man durch Dialyse die zur Denaturierung eingesetzten Reagenzien,
so bildet sich die alte biologisch wirksame Raumstruktur wieder aus, da
diese die energetisch günstigste Anordnung der Aminosäuresequenz
darstellt. Dieser Prozess wird als Renaturierung bezeichnet.
- In der Zelle wird die Auffaltung der Aminosäuresequenz zur energetisch
günstigsten Raumstrukturen durch Chaperone unterstützt.
|
