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Proteine

Proteine sind Makromoleküle, die ein wichtiger Bestandteil unserer Nahrung und unseres Körpers sind.
Sie sind bei verschiedenen Organismen unterschiedlich oft auch ähnlich, aber alle bestehen aus den selben Grundbausteinen.
Vergleicht man die Proteine verschiedener Organismen, so kann dadurch ihre Verwandschaft bestimmt werden, z.B. wurden vor einigen Jahren Saurierknochen gefunden in denen sich Proteinreste erhalten hatten. Sie waren also für 65 Millionen Jahre fast perfekt konserviert. Beim vergleich mit Proteinen von Krokodilen, Hühnern, Menschen und anderen Organismen stellte sich heraus, dass diese Proteine am ähnlichsten denen der Hühner waren (Quelle: Externer Link zu Speigel Online). Die Vögel sind also heute die nächsten lebenden Verwandten der Dinosaurier.
Im Labor lassen sich Proteine durch Erhitzung mit Salzsäure hydrolysieren. Dabei werden Sie in ihre Bausteine zerlegt.

Aminosäuren - Bausteine der Proteine

Bei der Hydrolyse von tierischen und pflanzlichen Proteinen findet man 20 verschiedene Aminosäuren.
Aminosäuren besitzen eine mindestens jeweils eine saure Carboxylgruppe (-COOH)und eine basische Aminogruppe (-NH2).
Alle Proteine Aminosäuren sind α-Aminosäuren. Das bedeutet die Aminogruppe sitzt an dem C-Atom, das der Carboxylgruppe benachbart ist, in der so genannten α-Stellung.
Glycin ist die einfachste Aminosäure - sie besitzt als Rest nur ein Wasserstoffatom.



Die anderen Aminosäuren ergeben sich formal dadurch, dass ein Wasserstoffatom am α-C-Atom durch einen anderen Substituenten ersetzt ist, z.B. ist bei der Aminosäure Alanin das Wasserstoffatom durch eine Methylgruppe ersetzt worden.



Dadurch besitzen diese Aminosäuren ein asymtrisches C*-Atom, weil das C-2-Atom nun vier verschiedene Atome bzw Atomgruppen als Bindungspartner besitzt. Deshalb sind alle Aminosäuren außer Glycin optisch aktiv.
Wie bei den Monosacchariden gibt es auch bei den Aminosäuren Spiegelbildisomere. Die L- und die R-Aminosäuren. In der Natur kommen aber nur die L-Aminosäuren in Proteinen vor.
Die Aminosäuren werden jeweils mit ihren Trivialnamen bezeichnet, z.B. Alanin und nicht 2-Aminopropansäure. Als Abkürzung für die Trivialnamen werden häufig die ersten 3 Buchstaben verwendet, z.B. Glycin Gly und Alanin Ala.

Einteilung der Aminosäuren

Aminosäuren werden einerseits nach der Polarität ihrer Seitenketten eingeteilt:
1. polare Aminosäuren. Sie besitzten Seiteinketten (R), die polar gebaut sind, z.B. OH-Gruppen.
2. unpolare Aminosäuren. Sie besitzen Seitenketten, die unpolar gebaut sind z.B. der Methylrest, wie bei Alanin.
Andererseits nach ihrem verhalten in wässriger Lösung:
3. neutrale Aminosäuren, die in wässriger Lösung neutral sind Glycin. 4. saure Aminosäuren, die in wässriger Lösung sauer reagieren, wie Glutaminsäure (siehe unten).
5. basische Aminosäuren, die in wässriger Lösung alkalisch reagieren, wie Lysin (siehe unten).




Saure Aminosäuren besitzen meist eine weitere Carboxylgruppe und basische Aminosäuren eine weitere Aminogruppe.

Es fehlt noch die Beschreibung der Bildung des Zwitterions in wässriger Lösung!

Erstellt von Karo mit Ergänzungen und Korrekturen durch Herrn Ecker. 18.9.18



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