Proteine sind essenzielle Moleküle, die in allen lebenden Organismen vorkommen und eine Vielzahl von Funktionen erfüllen. Sie sind aus Aminosäuren aufgebaut und dienen als Bausteine, Enzyme, Hormone und vieles mehr. In diesem aiMOOC werden wir die verschiedenen Aspekte von Proteinen untersuchen und deren Rolle im Körper sowie in der Ernährung erläutern.

Struktur von Proteinen

Primärstruktur

Die Primärstruktur eines Proteins ist die Sequenz der Aminosäuren, aus denen es aufgebaut ist. Es gibt 20 verschiedene Aminosäuren, die in unterschiedlicher Reihenfolge angeordnet werden können, um verschiedene Proteine zu bilden. Die Aminosäuren sind durch Peptidbindungen miteinander verbunden.

Sekundärstruktur

Die Sekundärstruktur ist die räumliche Anordnung der Aminosäuren innerhalb eines Proteins. Hier entstehen bestimmte regelmäßige Strukturen wie α-Helices und β-Faltblätter, die durch Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Aminosäuren stabilisiert werden.

Tertiärstruktur

Die Tertiärstruktur ist die dreidimensionale Faltung eines Proteins, die durch die Wechselwirkung der Seitenketten der Aminosäuren zustande kommt. Hier spielen hydrophobe und hydrophile Wechselwirkungen, ionische Bindungen sowie Disulfidbrücken eine wichtige Rolle.

Quartärstruktur

Die Quartärstruktur beschreibt die Anordnung mehrerer Proteinuntereinheiten (Polypeptidketten) in einem Protein. Nicht alle Proteine haben eine Quartärstruktur, aber solche, die sie besitzen, sind oft als funktionelle Einheiten organisiert, die zusammenarbeiten, um eine bestimmte Aufgabe zu erfüllen.

Funktionen von Proteinen

Proteine sind an einer Vielzahl von Prozessen im Körper beteiligt, darunter:

Strukturelle Proteine, die als Bausteine für Zellen und Gewebe dienen, wie Kollagen und Aktin
Enzyme, die chemische Reaktionen katalysieren und beschleunigen
Transportproteine, die Moleküle und Ionen durch Zellmembranen transportieren, wie Hämoglobin und Ionenkanäle
Hormone, die als Signalstoffe dienen und die Aktivität von Zielzellen beeinflussen
Immunproteine, die an der Abwehr von Infektionen beteiligt sind, wie Antikörper und Interferone

Proteinbiosynthese

Die Proteinbiosynthese ist der Prozess, bei dem Proteine in Zellen synthetisiert werden. Dies geschieht in zwei Hauptphasen: Transkription und Translation. Bei der Transkription wird die Information eines Gens in Form von DNA in RNA umgeschrieben. Anschließend wird die RNA in Ribosomen in das Protein übersetzt, indem Aminosäuren in der Reihenfolge der RNA-Sequenz zusammengefügt werden.