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"Baustoff"bedarf von Zellen - Proteine

Allgemeines:
Unter Stoffwechsel versteht man alle chemischen Prozesse im einem Organismus, der zur Umwandlung (Anabolismus, Katabolismus) von Stoffen führt. Der Stoffwechsel ist somit verantwortlich für die Aufnahme, den Transport und die chemische Umwandlung von Stoffen in einem Organismus. Einige der Stoffwechslreaktionen sind zwar auch im "Reagenzglas" möglich", die Kombination der miteinander vernetzen (Stoffwechsel-)Reaktionen ist aber nur innerhalb lebender Zellen möglich. Aus diesem Grund sollte auch betrachtet werden, wie Zellen die Energie und "Baumaterial" zur Verfügung gestellt wird, die die Zellen zur Aufrechterhaltung ihrer Funktionen benötigen.
 

Proteine als Baustofflieferanten:
Proteine erfüllen verschiedenste Aufgaben im Organismus. So sind z.B. Strukturproteine mit am Aufbau von Muselfasern oder Bindegewebe beteiligt. Die sog. kontraktilen Proteine erzeugen die Bewegung unsers Körpers. Daneben sind Proteine nicht nur am Aufbau beteiligt, sondern üben selbst Funtkionen im Organismus aus. So dienen Proteine als Informationsträger (z.B Insulin).
 

Aufbau von Proteinen:
Die Proteine (Polypeptide) sind hochmolekulare Naturstoffe, die aus einer großen Anzahl an Aminosäuren bestehen. Die Proteine werden dabei durch die Carboxygruppe (�COOH) einer Aminosäure und einer Aminogruppe (�NH2) einer anderen Aminosäure an den Ribosomen über je eine Carboxy- und Aminogruppe der einzelnen Aminosäuren unter Wasserabspaltung verknüpft (Peptidbindung), wobei die Reihenfolge und die Anzahl der Aminosäuren von einer spezifischen mRNS vorgegeben wird. Diese Molekül- (bzw. Polypetid) Kette (Primärstruktur) falten sich aufgrund der Wasserstoffbrückenbrückenbindungen:
Die Sekundärstruktur (räumliche Anordnung der Molekülkette) ergibt sich aus Wasserstoffbrückenbindungen zwischen nahe benachbarten Aminosäuren innerhalb der Molekülkette (a-Helix und b-Faltblattstruktur), aufgrund dieser Wechselwirkungen faltet sich diese Kette in die sog. Tertiärstruktur. Unter der Quartärstruktur versteht man, wie zwei oder mehrere Polypeptidketten miteiander wechselwirken und sich deswegen räumlich ausrichten.
Die meisten natürlichen Aminosäuren (20 protinogene Aminosäuren) haben L-Konfiguration, d.h. sie haben die Amiongruppe in a-Stellung (an dem zur Carboxy-Gruppe benachbarten C-Atom).
 

Zufuhr von Aminosäuren:
Die mit der Nahrung aufgenommenen Proteine dienen der Versorgung mit Aminosäuren, die für die Synthese von benötigten Proteinen verwendet werden. Grundsätzlich gilt, dass tierisches Protein dem Menschen in der Zusammensetzung der Aminosäuren meist ähnlicher ist, als bei pflanzlichen Proteinen, so dass die Verwertung von tierischen Proteinen zu Aminosäuren und anschließend zu neuen Proteinen weniger energieaufwendig ist. Dies kann man durch die sog. biologische Wertigkeit angeben, die angibt, wie effizient ein Körperprotein durch die Aufnahme von Nahrungsprotein gebildet wird. 
Da Proteine im Körper nicht gespeichert werden könen, werden überschüssige Aminosäuremoleküle in Kohlenhydrate oder Fettsäuren umgebaut. Die Stickstoffatome werden dabei als Harnstoffderivate über die Niere aus dem Körper ausgeschieden.

 

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