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Proteine

Proteine machen neben Kohlenhydraten und Fetten einen festen Bestandteil der Nahrung aus.

Der Name leitet sich von dem griechischen Wort protos ( = der Erste) ab und es sollte damit schon die Wichtigkeit der Proteine betont werden. Proteine sind für das Leben spezifisch, kommen also nur in Strukturen vor, die wachsen und sich vermehren.

Sie sind Eiweiß, von denen man als ausgewachsener Mensch zwischen 50 und 60 Gramm täglich mit der Nahrung zu nehmen sollte. Proteine befinden sich in relativ hoher Konzentration in Fleisch, Fisch, Milch- und Milchprodukten, Bohnen, Linsen und Vollkornprodukten. Der menschliche Organismus benötigt Eiweiß, um Knochen, Zähne, Muskeln, Nägel, Haare, Blut sowie weitere Organe und Gewebe zu bilden. Bevor es allerdings aufgenommen werden kann, wird es in Aminosäuren zerlegt.

Wie sind Proteine aufgebaut?

Primärstruktur

Die Primärstruktur eines Proteins beschreibt, in welcher Reihenfolge die Aminosäuren auf einer Kette aufgefädelt sind. Beim Insulin besteht die Aminosäure-Sequenz beispielsweise aus zwei Ketten, die aus 21 bzw 30 Aminosäuren bestehen. Für die Entdeckung dieser Struktur erhielt Frederick Sanger 1958 den Nobelpreis für Chemie. Myoglobin war das erste Protein das exakt bestimmt werden konnte. Als sensationell galt die Erkenntnis, dass Proteine überhaupt eine fixe Aminosäurenfolge aufweisen. Bis dahin galt ein Protein noch eher als eine Art amorphe Masse. Das ist noch nicht lange her und doch für uns heute absolut unvorstellbar.

Bis zu einer Kettenlänge von 100 Aminosäuren spricht man von einem Peptid, darüber von einem Protein. Das längste derzeit bekannte Protein im menschlichen Körper ist Titin. Es besteht aus 23.350 Aminosäuren, ist ein Bestandteil des Muskelgewebes und für dessen Stabilität verantwortet.

Sekundärstruktur

Diese entsteht in weiterer Folge, wenn Brücken zwischen Wasserstoffatomen entstehen. Diese Brücken stabilisieren diese Sekundärstruktur. Es bilden sich dann zum Beispiel Spiralen oder Faltblätter, wobei die sich daraus ergebenden Winkel für den spezifischen Bauplan eines Proteins entscheidend sind.

Darüber hinaus gibt es noch die Tertiär und Quartärstruktur

Kleine Ursache – große Wirkung: Schon minimale Veränderungen an der Struktur eines Proteins können fatale Folgen haben

Welche Aufgaben haben Proteine?

Proteine bilden hauptsächlich die verschiedenen Körperstruktur. Das erklärt auch, dass Proteine nach Wasser am häufigsten im Organismus vorkommen.

Strukturproteine

Diese Proteine bilden das Gerüst von Zellen und Geweben im gesamten Körper

Beispiele sind:

  • Keratin (Haare, Nägel)
  • Kollagen (Haut, Knorpel, Knochen)
  • Elastin (Haut, Bänder)

Bewegungsproteine

Aktin und Myosin sind als Muskelproteine für die Bewegung zuständig. Sie erfüllen diese Aufgabe, indem sie chemische in mechanische Energie umwandeln.

Enzyme

Sie bilden vermutlich die größte Gruppe an Proteinen und sind für sämtliche Stoffwechselvorgänge in jeder einzelnen Zelle verantwortlich. Sie katalyisieren diese. Das bedeutet, dass sie diese Reaktionen unterstützen und beschleunigen, indem sie als Hilfsstoffe sogar selbst an der chemischen Reaktion teilnehmen, aber sie selbst dabei nicht verändert werden. Namentlich erkennt man diese Proteine an den Silben (-ase(n) am Ende des Namen, also zum Beispiel Transferasen, Dehydrogenasen und Polymerasen.

Hormone

Diese steuern Vorgänge im Organismus wie Wachstum, Stoffwechselvorgänge, Sexualzyklen oder Schlaf-Wach-Rhythmus.

Beispiele: Insulin, Wachstumshormon, Prolaktin, aber auch die Endorphine, die in der Hirnanhangdrüse gebildet werden und bei der Schmerzregulation und Gefühlen wie Eophorie (z.B runners high) eine Rolle spielen.

Rezeptoren

Diese übersetzen chemische und physikalische Reize, die von einer Zelle empfangen werden, für eine andere Zelle, meistens eine Nervenzelle. Ein prominentes Beispiel dafür ist Rhodopsin, das auf die Netzhaut auftreffende Lichtsignale für die Zellen des Sehnerves verständlich macht. Diese wiederum leiten dann diese Botschaft an das Gehirn weiter.

Transportproteine

Diese Proteine speichern Substanzen oder auch Ionen im Blutplasma oder transportieren sie durch die Zellmembranen. Hämoglobin transportiert Sauerstoff, Albumin die Fettsäuren und Cycochrom C die Elektronen der sogenannten Atmungskette.

Immunglobuline

Diese Proteine haben als Antikörper wichtige Funktionen im Rahmen des Immunsystems.

Speicherproteine

Ein Beispiel dafür ist Ferritin, wo Eisen an ein Protein gebunden wird und so im Körper gespeichert werden kann.

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