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Enzymatik - Grundlage: Proteinwissen generell

Die Enzymatik umfasst alle Informationen rund um die Biokatalysatoren Enzyme, darunter Aktivierungsenergie und Ablauf der enzymatischen Reaktion. Ohne Enzyme kein Leben, ohne Enzyme keine chemische Reaktion im Körper.

Um die Enzymatik begreifen zu können, ist es wichtig, zum Einstieg Proteine noch einmal ganz generell zu betrachten!

Proteine – Funktionsträger in der Zelle

Proteine sind in der Regel diejenigen Biomoleküle, die Funktionen in der Zelle erfüllen. Beispiele sind im Text angeführt. In einigen Fällen finden sich aber auch RNA-Moleküle, die Funktionen übernehmen. So sind z.B. Ribosomen (= Proteinfabriken der Zelle) aus einer Kombination von rRNA-Molekülen und Proteinen zusammengesetzt. 

Proteine sind die Funktionsträger in unseren Zellen. Wann immer Arbeit verrichtet wird, sind es mit höchster Wahrscheinlichkeit Proteine, die im Einsatz sind:

  • Transportprotein (z.B. Hämoglobin zum Transport des Sauerstoffs im Blut)
  • Muskelprotein (Bewegung und Stützfunktion)
  • Strukturproteine wie Kollagen, aber auch Zellbestandteile/-fortsätze wie Mikrovilli
  • Antikörper als Abwehrhelfer im Immunsystem oder als Giftstoff (z.B. Schlangengift)
  • Oberflächenrezeptoren im Hormonsystem, im Nervensystem, in der Zell-Zell-Interaktion oder im Immunsystem
  • Kanäle und Carrier (z.B. spannungsabhängiger Natriumkanal in der Axonmembran)
  • als Informationsträger wie z.B. als Hormonpeptid (= Aminosäurekette < 100) und als
  • Enzyme!

Aufgrund ihrer Vielfältigkeit bekamen die Eiweiße ihren Namen. Protein leitet sich ab vom griechischen proteios = grundlegend bzw. protos = Erster, Vorrangiger.

Merke

Grundlage aller Proteine ist die Peptidbindung.

Grundbaustein der Proteine ist die Aminosäure. Wie der Namen bereits vermuten lässt, besitzt die Aminosäure eine Amino- und eine Säuregruppe. Ihre Eigenschaften im Protein werden allerdings über den Rest R definiert. Die 20 unterschiedlichen Aminosäuren, die in der Natur zur Herstellung der Proteine eingesetzt werden, haben unterschiedliche chemische Eigenschaften (z.B. sauer, basisch, aromatisch ...).

Grundstruktur der Aminosäure - alpha Kohlenstoffatom in der Mitte, umgeben von Aminogruppe, Säuregruppe, Wasserstoffatom und Rest R

Grundstruktur der Aminosäure – alpha-Kohlenstoffatom in der Mitte, umgeben von Aminogruppe, Säuregruppe, Wasserstoffatom und Rest R

Video: Enzymatik - Grundlage: Proteinwissen generell

Enzymatik beschreibt alles rund um die Biokatalysatoren Enzyme. Aktivierungsenergie, Ablauf der enzymatischen Reaktion usw. Ohne Enzyme kein Leben, ohne Enzyme keine chemische Reaktion im Körper.

Alle Verbindungen von Aminosäuren (die Abbildung zeigt ein Dipeptid) geschehen über Peptidbindungen.

Peptidbindung. Gezeigt ist ein Dipeptid, gebildet aus zwei Aminosäuren. Die Proteinkette wird vom N-Terminus (Aminogruppe) zum C-Terminus hin gebildet (Säuregruppe).

Alle Verbindungen von Aminosäuren (die Abbildung zeigt ein Dipeptid) geschehen über Peptidbindungen.

Die Peptidbindung wird aus Amino- und Säuregruppe unter Abspaltung von Wasser gebildet. In einer langen Kette aus Aminosäuren (< 100 Aminosäuren = Peptid; >100 Aminosäuren = Protein) sind nur noch die chemischen Eigenschaften der Reste R entscheidend, die über Peptidbindung verbundenen Aminosäuren sind „chemisch neutral“ und bilden das Rückgrat der Proteinstruktur.

Multiple-Choice
Neben den Proteinen finden sich noch andere Funktionsträger in unseren Zellen, die z.B. enzymatische Katalyse betreiben können. Wer kann diese Aufgaben ebenso übernehmen?
0/0
Lösen

Hinweis:

Bitte kreuzen Sie die richtigen Aussagen an. Es können auch mehrere Aussagen richtig oder alle falsch sein. Nur wenn alle richtigen Aussagen angekreuzt und alle falschen Aussagen nicht angekreuzt wurden, ist die Aufgabe erfolgreich gelöst.

Bild von Autor Dr. Martina Henn-Sax

Autor: Dr. Martina Henn-Sax

Dieses Dokument Enzymatik - Grundlage: Proteinwissen generell ist Teil eines interaktiven Online-Kurses zum Thema Stoffwechsel.

Dr. Martina Henn-Sax verfügt über langjährige Erfahrung auf diesem Themengebiet.
Vorstellung des Online-Kurses StoffwechselStoffwechsel
Dieser Inhalt ist Bestandteil des Online-Kurses

Stoffwechsel

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Diese Themen werden im Kurs behandelt:

[Bitte auf Kapitelüberschriften klicken, um Unterthemen anzuzeigen]

  • Grundlagen des Stoffwechsels
    • Einleitung zu Grundlagen des Stoffwechsels
    • Grundlagen des Stoffwechsels (Allgemein)
    • Energieumwandlung
      • Einleitung zu Energieumwandlung
      • Wege der Energieumwandlung - Basiswissen Chemie
        • Einleitung zu Wege der Energieumwandlung - Basiswissen Chemie
        • Wasser - das Lebenselexier
        • Kohlenwasserstoffe und funktionelle Gruppen
          • Einleitung zu Kohlenwasserstoffe und funktionelle Gruppen
          • Charakteristischen Reaktionen
      • Zellen und Organellen des Stoffwechsels
    • Fließgleichgewicht und Regulation des Stoffwechsels
    • Stoffwechselregulation
  • Prozesse zur ATP-Gewinnung
    • Einleitung zu Prozesse zur ATP-Gewinnung
    • Enzymatik - Grundlage: Proteinwissen generell
      • Einleitung zu Enzymatik - Grundlage: Proteinwissen generell
      • Aufbau von Proteinen
      • Eigenschaften der Enzyme
        • Einleitung zu Eigenschaften der Enzyme
        • Schlüssel-Schloss-Prinzip
      • Ablauf der Enzymreaktion
      • Möglichkeiten der Enzymbeeinflussung
        • Einleitung zu Möglichkeiten der Enzymbeeinflussung
        • Biokatalysatoren: Einfluss von Temperatur, pH, Salzkonzentration
        • kompetetive Hemmung
        • nicht kompetitive Hemmung
        • allosterische Wechselwirkung
          • Einleitung zu allosterische Wechselwirkung
          • Schwermetalle und Enzymaktivität
      • Einfluss von Hitze auf Enzyme - Ein Experiment
        • Einleitung zu Einfluss von Hitze auf Enzyme - Ein Experiment
        • Beispiele für Enzymreaktionen - Urease
        • Beispiele für Enzymreaktionen - Katalase
      • Enzyme im Alltag
  • Fotosynthese
    • Einleitung zu Fotosynthese
    • Ort der Fotosynthese
      • Einleitung zu Ort der Fotosynthese
      • Chloroplasten: Organelle der Fotosynthese
        • Einleitung zu Chloroplasten: Organelle der Fotosynthese
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    • Primärreaktion der Fotosynthese
      • Einleitung zu Primärreaktion der Fotosynthese
      • Lichtsammelkomplexe
      • Frühe Experimente zur Fotosynthese
      • Experiment: Dünnschicht-Chromatographie (DC) der Blattfarbstoffe
      • Primärvorgänge der Fotosynthese
        • Einleitung zu Primärvorgänge der Fotosynthese
        • Wasserspaltung durch Licht
        • Elektronentransport und Fotophosphorylierung
      • Zyklische Fotophosphorylierung
      • Chemiosmose
        • Einleitung zu Chemiosmose
        • Redoxchemie
      • ATP-Synthase
      • Lichtreaktion auf einen Blick
        • Einleitung zu Lichtreaktion auf einen Blick
        • Lichtreaktion: Weiterverwendung der Endprodukte
    • Sekundärvorgänge der Fotosynthese
      • Einleitung zu Sekundärvorgänge der Fotosynthese
      • C-Körper-Schema des Calvin-Zyklus
      • Autoradiagraphie bringt Licht in die Dunkelreaktion
      • Katalyse: Enzymreaktion am Beispiel der Dunkelreaktion
    • Fotosynthese in Gleichungen
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      • Einleitung zu Fotosynthese und Ökologie
      • Abhängigkeit der Fotosyntheserate von Außenfaktoren
        • Einleitung zu Abhängigkeit der Fotosyntheserate von Außenfaktoren
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      • Fotosyntheseprodukte der Pflanze -> Bedeutung und Speicherung
      • Zusammenfassung: Fotosynthese
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      • Einleitung zu Chemosynthese: es funktioniert auch ohne Licht
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  • Stoffwechsel vielzelliger Tiere - Wo kommt die Glukose her?
    • Einleitung zu Stoffwechsel vielzelliger Tiere - Wo kommt die Glukose her?
    • Verdauung und Resorption - Verdauungssystem
    • Verdauung und Resorption - Fette
    • Verdauung und Resorption - Proteine und Kohlenhydrate
    • Berechnung des Energieumsatzes
    • Gesundheit und Nahrung
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    • Ausscheidungsprozesse
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    • Einleitung zu Zellatmung
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    • Der Citratzyklus
    • Endoxidation - Atmungskette
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    • Gesamtsumme des Glukoseabbaus über die Vorgänge der Zellatmung
    • Zellatmung: Abhängigkeit von inneren und äußeren Faktoren
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      • Energiebilanz und Regulation der Atmung
      • Regulation des Stoffwechsels
      • Regulation der Phosphofruktokinase (PFK)
    • Pyruvat als Scheitelpunkt: mit oder ohne Sauerstoff?
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      • heterotrophe Assimilation
    • Zusammenfassung: Zellatmung
      • Einleitung zu Zusammenfassung: Zellatmung
      • Gemeinsamkeiten und Unterschiede bei diesen ATP-produzuierenden Prozessen
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    Ein Kursnutzer am 05.03.2016:
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