Proteine - Bau & Struktur einfach erklärt - Genetik & Stoffwechselbiologie
Summary
TLDRDieses Video erklärt das Wesen von Proteinen, die in jeder Zelle vorhanden sind und einen großen Teil unseres Körpers ausmachen. Proteine sind in vielerlei Hinsicht lebenswichtig, da sie Antikörper, Enzyme und Strukturproteine bilden. Sie bestehen aus Aminosäuren, die entweder hydrophob oder hydrophil sind. Die Proteinstruktur wird durch verschiedene Ebenen wie Primär-, Sekundär-, Tertiär- und Quaternärstruktur bestimmt. Veränderungen der Primärstruktur können die gesamte Proteinform und -funktion beeinträchtigen, und äußere Faktoren wie Temperatur oder pH-Wert können die Konformation verändern.
Takeaways
- 🥚 Proteine sind essentiell für den menschlichen Körper und sind in jeder Zelle vorhanden.
- 🌟 Das Wort 'Protein' stammt aus dem Griechischen 'proteos', was 'erster Rang' bedeutet und auf ihre große Bedeutung hinweist.
- 🔄 Das Proteom, im Gegensatz zum Genom, ist sehr dynamisch und unterliegt ständigen Veränderungen.
- 🤒 Proteine sind in fast allen Lebensprozessen involviert, dienen als Antikörper, Enzyme und strukturelle Bestandteile.
- 🌿 Proteine bestehen aus Aminosäuren, die 20 verschiedene Protein-Aminosäuren umfassen.
- 🔗 Aminosäuren sind durch eine Aminogruppe, eine Carboxylgruppe, ein Wasserstoffatom und eine variable Seitenkette gekennzeichnet.
- 🔗🔗 Aminosäuren werden durch Peptidbindungen verknüpft, die durch Enzyme katalysiert werden und Wasser abgeben.
- 🧬 Die primäre Struktur eines Proteins ist die lineare Abfolge der Aminosäuren in der Peptidkette.
- 🌀 Die sekundäre Struktur entsteht durch Wasserstoffbrücken zwischen nicht benachbarten Aminosäuren und kann in Form von Beta-Falten oder Alpha-Helix auftreten.
- 🤲 Die tertiäre Struktur ist die dreidimensionale Form des Proteins, die durch schwache Wechselwirkungen zwischen Seitenketten der Aminosäuren stabilisiert wird.
- 🏙️ Die quaternäre Struktur entsteht, wenn mehrere Polypeptidketten zu einem Protein zusammenwirken, wie bei Hämoglobin aus zwei Alpha- und zwei Beta-Einheiten.
Q & A
Was bedeutet das Wort 'Protein' und woher stammt es?
-Das Wort 'Protein' stammt aus dem griechischen Wort 'proteos', was so viel bedeutet wie 'erster Rang' und auf die große Bedeutung von Proteinen in unserem Körper hinweist.
Was ist das Proteom und wie ist es im Vergleich zum Genom?
-Das Proteom bezeichnet die Gesamtheit aller Proteine in einem Organismus. Im Gegensatz zum relativ statischen Genom ist das Proteom sehr dynamisch und unterliegt permanenten Veränderungen.
In wie vielen Lebensprozessen sind Proteine beteiligt?
-Proteine sind in fast allen Lebensprozessen beteiligt und dienen als Antikörper, Enzyme, Strukturproteine und mehr.
Aus welchen Bausteinen bestehen Proteine?
-Proteine bestehen aus Aminosäuren, die wiederum aus einer Aminogruppe, einer Karboxylgruppe, einem Wasserstoffatom und einer variablen Seitenkette bestehen.
Wie viele verschiedene Aminosäuren gibt es und wie unterscheiden sie sich?
-Es gibt 20 verschiedene Protein-Aminosäuren, die sich durch ihre variablen Seitenketten unterscheiden und die charakteristischen Eigenschaften der Aminosäuren bestimmen.
Was ist eine Peptidbindung und wie entsteht sie?
-Eine Peptidbindung ist eine kovalente Bindung, die zwischen der Carboxylgruppe einer Aminosäure und der Aminogruppe einer anderen Aminosäure entsteht, wobei Wasser abgesetzt wird.
Wie viele Aminosäuren beinhaltet ein Oligopeptid und wie wird es bezeichnet?
-Ein Oligopeptid enthält bis zu zehn aneinandergebundene Aminosäuren und wird als kurze Aminosäurekette bezeichnet.
Was sind die vier Strukturebenen von Proteinen?
-Die vier Strukturebenen von Proteinen sind die primäre (linearer Aminosequenz), sekundäre (z.B. Alpha-Helix oder Beta-Faltblatt), tertiäre (dreidimensionale Struktur eines Polypeptids) und quaternäre Struktur (Zusammenlagerung mehrerer Polypeptidketten).
Wie entsteht die Sekundärstruktur von Proteinen und welche Formen gibt es?
-Die Sekundärstruktur entsteht durch die Bildung von Wasserstoffbrücken zwischen nicht benachbarten Aminosäuren. Es gibt zwei Hauptformen: Alpha-Helix und Beta-Faltblatt.
Was sind die Faktoren, die die Konformation eines Proteins beeinflussen können?
-Die Konformation eines Proteins kann von der Reihenfolge der Aminosäuren in der Peptidkette, Temperatur, pH-Wert, Salzkonzentration und chemischen Substanzen in der Umgebung beeinflusst werden.
Was passiert mit Proteinen bei erhöhten Temperaturen und warum kann dies gefährlich sein?
-Bei Temperaturen über 42 Grad Celsius können die Sekundär- und Tertiärstrukturen von Proteinen verändert werden, was zu einer Verlust der Funktion führen kann. Dies ist gefährlich, da es wichtige Funktionen im Körper beeinträchtigen kann.
Outlines
🥚 Grundlagen von Proteinen
Dieser Absatz erklärt, was Proteine sind und ihre Bedeutung im Körper. Proteine bestehen aus Aminosäuren und sind in jeder Zelle vorhanden. Sie sind für viele lebenswichtige Prozesse verantwortlich, wie den Aufbau von Geweben, den Stoffwechsel und die Abwehr. Der Absatz führt auch in die verschiedenen Strukturebenen von Proteinen ein: Primär-, Sekundär-, Tertiär- und Quaternärstruktur. Es wird auch erwähnt, dass Proteine aus einer oder mehreren polypeptidischen Ketten bestehen können, die eine dreidimensionale Konformation annehmen.
🔬 Die Struktur von Proteinen
In diesem Absatz wird die Bildung der Proteinstruktur im Detail beschrieben. Es wird erklärt, wie Aminosäuren durch Peptidbindungen zu polypeptidischen Ketten verknüpft werden und wie diese Ketten in Sekundärstrukturen wie Beta-Falten und Alpha-Helixen übergehen. Die Tertiarstruktur wird durch verschiedene Wechselwirkungen zwischen den Seitenketten der Aminosäuren gestabilisiert. Der Absatz betont auch, wie wichtig die Primärstruktur für die endgültige Konformation eines Proteins ist und wie externe Faktoren wie Temperatur und pH-Wert diese Konformation beeinflussen können.
Mindmap
Keywords
💡Proteine
💡Aminosäuren
💡Primärstruktur
💡Sekundärstruktur
💡Tertiärstruktur
💡Quaternärstruktur
💡Wasserstoffbrücken
💡Proteom
💡Enzyme
💡Strukturproteine
Highlights
Der Begriff Protein stammt vom griechischen Wort Proteos, was erstrangig bedeutet und auf die große Bedeutung von Proteinen hinweist.
Proteine sind in jeder Zelle vorhanden und machen den größten Anteil der organischen Substanz im Körper aus.
Das Proteom, also die Gesamtheit aller Proteine, ist dynamisch und verändert sich ständig durch äußere Einflüsse wie Stress, Medikamente oder Krankheitserreger.
Proteine erfüllen viele wichtige Funktionen, z. B. als Antikörper, Enzyme und Strukturproteine, die Haut, Knochen und Knorpel aufbauen.
Alle Proteine bestehen aus Aminosäuren, von denen es 20 verschiedene gibt, die die Grundstruktur der Proteine bestimmen.
Die Struktur von Proteinen kann in vier Ebenen unterteilt werden: Primär-, Sekundär-, Tertiär- und Quartärstruktur.
Die Primärstruktur eines Proteins ist die lineare Abfolge von Aminosäuren, die während der Proteinbiosynthese entsteht.
Die Sekundärstruktur umfasst räumliche Strukturen wie die Alpha-Helix und das Beta-Faltblatt, die durch Wasserstoffbrücken stabilisiert werden.
Die Tertiärstruktur ergibt die dreidimensionale Form des gesamten Proteins, stabilisiert durch schwache Wechselwirkungen zwischen Aminosäureseitenketten.
Einige Proteine bestehen aus mehreren Polypeptidketten, die sich zur Quartärstruktur zusammenlagern, wie z. B. beim Hämoglobin.
Die Primärstruktur eines Proteins bestimmt, wo Wasserstoffbrücken oder Disulfidbrücken entstehen und wie sich die Sekundär- und Tertiärstruktur ausbilden.
Kleine Veränderungen in der Primärstruktur, wie Punktmutationen, können die gesamte Proteinstruktur und Funktion stark beeinträchtigen.
Äußere Faktoren wie Temperatur, pH-Wert oder Salzkonzentration beeinflussen die Konformation eines Proteins.
Bei hohen Temperaturen können Proteine ihre natürliche Konformation verlieren, ein Prozess, der als Denaturierung bezeichnet wird.
Hohe Temperaturen, wie bei Fieber über 42 Grad Celsius, können Proteine destabilisieren und ihre Funktionen beeinträchtigen.
Transcripts
du musst immer viele proteine essen sagt
die mutter von unserem kollegen matze
aber was ist eigentlich so ein protein
und wie sind proteine gebaut das
erklären wir heute also ab geht's
[Musik]
der begriff protein stammt von dem
griechischen wort proteos das bedeutet
so viel wie erstrangig und weiß bereits
auf die große bedeutung von proteinen
hin
sie finden sich in jeder zelle und
machen den größten anteil an organischen
substanz im körper aus die gesamtheit
aller proteine bezeichnet man als
proteom anders als das relativ statische
genom ist das proteom sehr dynamisch und
unterliegt permanenten veränderungen
das bedeutet also permanent werden neue
proteine aufgebaut und alte wieder
abgebaut und auch äußere einflüsse wie
stress medikamente oder
krankheitserreger nehmen einfluss auf
ihre zusammensetzung und wo finden wir
proteine proteine sind in fast allen
lebens prozessen beteiligt sie dienen
als antikörper unserer abwehr als enzyme
ermöglichen sie einen stoffwechsel und
als struktur proteine bauen sie unsere
haut unsere knochen und knorpel auf doch
bevor wir in einem weiteren video die
vielfältigen funktionen von proteinen
näher betrachten wollen wir uns zunächst
ihre struktur ansehen
alle proteine bestehen aus aminosäuren
genauer gesagt den proteine dienen amino
sorgen um den aufbau von proteinen zu
verstehen müssen wir uns also zunächst
den aufbau von aminosäuren anschauen und
unterscheidet üblicherweise 20
verschiedene proteine aminosäuren ihre
grundstruktur stets die gleiche an ein
zentrales kohlenstoffatom sind eine
amino gruppe eine karosse gruppe ein
wasserstoffatom und eine variable seiten
kette gebunden
lediglich die seiten kette auch rest
genannt unterscheidet sich bei den
einzelnen aminosäuren und bestimmt deren
charakteristische eigenschaften so
enthalten hydrophobe aminosäuren wie
methionin und vinyl alanin stets und
polare seitenketten hydrophil
aminosäuren hingegen wie serien und
tyrosin enthalten polare seiten kennen
die k.box zielgruppe einer aminosäure
und die aminogruppen einer anderen
aminosäure können unter abspaltungen von
wasser enzymatisch miteinander verknüpft
werden
bei dieser verknüpfung handelt es sich
um eine kuh valente bindung man nennt
sie auch einfach peptid wendung eine
peptid bindung zwischen zwei aminosäuren
führt zu einem die peptid weil bis zu
zehn aneinander gebundenen aminosäuren
spricht man von einem ollie copa titel
engere aminosäureketten nennt man
polypeptide ketten proteine bestehen nun
aus einer oder mehrerer politik ketten
die ihrerseits eine dreidimensionale
struktur annehmen die sogenannte
konformation man unterscheidet hierbei
vier struktur ebenen nämlich die primär
struktur die sekundär struktur die
tertiär struktur und die quartier
struktur die primär struktur entspricht
der linearen abfolge der aminosäuren in
der peptid kette sie ist für jedes
protein einzigartig und entsteht im
rahmen der transaktion in der protein
biosynthese hier wird die abfolge der
basen triplex der erbsubstanz in eine
aminosäure sequenz übersetzt schon kurz
nach der synthese der politik kette
bilden sich entlang ihres rückgrats
zwischen nicht benachbarten aminosäuren
in regelmäßigen abständen
wasserstoffbrücken dadurch nimmt die
zunächst lineare polypeptide kette an
bestimmten stellen eine räumliche
gestalt an
die sogenannte sekundäre struktur sie
tritt in zwei formen auf als beta
faltblatt oder als alpha helix wie der
name schon sagt handelt es sich bei der
alpha helix um eine feine spirale
hier werden zwischen jeder vierte
aminosäure wasserstoffbrücken gebildet
als die cs sind die struktur grundlage
vieler faser proteine wie zum beispiel
dem keratin unsere haare
bei dem wetter faltblatt wird die
politik hätte so gefaltet dass zwei oder
mehr abschnitte parallel verlaufen
die einzelnen abschnitte werden durch
die vielen wasserstoffbrücken zusammen
gehalten was dem protein eine enorme
stabilität verschafft
so verdankt zum beispiel dass sein
protein von spinnen seine reißfestigkeit
vielen vielen blätter faltblätter in der
summe führen sie dazu dass die fasern
eine spinne netzes stärker sind als
stahl
im nächsten schritt ordnen sich die
alpha heli c und beta faltblätter zur
tertia struktur an stabilisiert wird sie
durch schwache wechselwirkungen zwischen
den seitenketten der aminosäuren
dazu gehören hydrophobe wechselwirkungen
van der waals kräfte
wasserstoffbrückenbindungen zwischen
sauren und basischen aminosäure resten
oder diesel feed brücken zwischen
schwefel atomen
während es sich bei der sekundär
struktur noch um eine lokale räumliche
struktur handelt wird auf der stufe der
tertia struktur die dreidimensionale
gestalt des gesamten protein erreicht
sie kann beispielsweise global er sein
wie bei den histonen im zellkern oder
faserig wie bei den struktur proteinen
kollagen und therapie manche proteine
bestehen aus mehreren polypeptide ketten
diese bilden die sogenannten
untereinheiten des protein aus der
räumlichen zusammenlagerung dieser
untereinheiten ergibt sich schließlich
die quartier struktur so besteht
hämoglobin das sauerstoff
transportproteine unseres blutes aus
zwei alpha uns einheiten und zwei
blätter und einheiten die konformation
des fertigen protein es wird
letztendlich von mehreren faktoren
bestimmt maßgeblich ist hierbei also die
primär struktur dh die abfolge der
aminosäuren in der peptid kette sie
bestimmt zb an welcher stelle
wasserstoff oder dizzy feet brücken
entstehen und liegt somit fest wo sich
alpha heli cs und better faltblätter
ausbilden beziehungsweise wie die taz
ihrer struktur aussieht daher können
bereits kleine veränderungen in der
primär struktur fatale wirkungen haben
können wir uns dazu ein beispiel wenn zb
durch eine punktmutation in der dna eine
einzige aminosäure in der politik
die kette durch eine andere ersetzt wird
kann sich die gesamte gestalt eines
proteins ändern und seine funktion ist
beeinträchtigt weitere faktoren die die
konformation beeinflussen können zum
beispiel die temperatur sein
der ph wert die salzkonzentration oder
chemikalien in der umgebung so versetzt
zum beispiel hitze die aminosäuren
innerhalb des proteins in schwingungen
wodurch sich schwache bindungen wie
wasserstoffbrücken ändern oder gänzlich
auflösen
einen solchen verlust der natürlichen
konformation nennt man die natur ihr um
sie ist der grund weshalb hohes fieber
für unseren körper so gefährlich ist
bei temperaturen über 42 grad celsius
verändert sich nämlich die sekundär und
die tertiär struktur unserer proteine
und sie verlieren ihre funktion
wahnsinnig spannendes und wichtiges
thema über das es noch viel mehr zu
erzählen gibt
die bedeutung und die funktion von
proteinen zeigen wir dir in diesem video
einfach hier tippen oder unsere playlist
abchecken in dem sinne
bis bald macht's gut
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