Zeichne und beschreibe die allgemeine Strukturformel einer Aminosäure.
Die Aminosäure besteht aus einer Aminogruppe (-NH2) und einer Carboxylgruppe(-COOH), die sich beide um das Alpha-C-Atom gruppieren. Dieses trägt außerdem ein H-Atom und den Rest, der bei jeder Aminosäure unterschiedlich ist.
Im Wässrigen liegt die Aminosäure als Zwitterion (inneres Salz) vor, das heißt, dass sie negativ und positiv geladen ist. Die Aminogruppe ist hier eine Ammoniumgruppe und die Carboxylgruppe eine Carboxylatgruppe.
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Unterscheide die Aminosäuren nach ihren Resten.
Die Reste der Aminosäure werden unterteilt in unpolar und polar sowie elektrisch geladen.
Definiere den Begriff "essenzielle Aminosäure".
Es gibt 20 proteinogene Aminosäuren, die am Aufbau der Proteine beteiligt sind. Etwa die Hälfte davon ist essenziell, das heißt, der Mensch kann sie nicht selbst herstellen, benötigt sie jedoch zum Leben und muss sie daher über die Nahrung aufnehmen.
Stelle die Peptidbindung als Grundlage für das Zustandekommen der Primärstruktur der Proteine dar.
Erläutere die Raumstruktur der Proteine und benenne sowie zeige wichtige Wechselwirkungen bzw. Bindungstypen für deren Zustandekommen auf.
Ein Protein besteht aus vielen Aminosäuren, die in einer langen Kette vorliegen. Dabei muss man noch einmal unterscheiden in Proteine, die nur aus Proteinen bestehen und Proteinen, die noch andere Stoffe aufgebaut haben, wie z.B. das Hämoglobin, das aus Protein und Eisen besteht.
Jedes Protein hat die folgenden Raumstrukturen:
Primärstruktur: Ist erkenntlich, wenn ersichtlich ist, dass mehrere AS untereinander verknüpft sind. Dabei muss nicht erkenntbar sein, welche Aminosäure vorliegt (die Reste). Für diese Struktur sind Peptidbindungen/kovalente Bindungen/Elektronenpaarbindungen verantwortlich.
Sekundärstruktur: Dies ist die lokale räumliche Ausrichtung einer Aminosäuresequenz. Man unterscheidet hierbei die schraubenförmige Alpha-Helix sowie das aufgefaltete Beta-Faltblatt. Für diese Struktur sind Wasserstoffbrückenbindungen verantwortlich.
Tertiärstruktur: Dies ist die räumliche Struktur einer Proteinkette, die aus den Wechselwirkungen der Seiten resultiert. Für diese Struktur sind Wasserstoffbrückenbindungen, Disulfidbindungen (kovalente Bindung, zwischen Cystein-Resten), Ionenbindungen zwischen elektrisch geladenen Resten und Van-der-Waals-Kräfte verantwortlich.
Quartärstruktur: Diese liegt vor, wenn das Protein aus mehreren Proteinen besteht oder verschiedenen Stoffen. An dieser Struktur sind Van-der-Waals-Kräfte beteiligt.
Die Quartärstruktur enthält alle anderen Strukturen und mit ihnen Wechselwirkungen, die Tertiärstruktur enthält die Sekundär- und Primärstruktur und die Sekundärstruktur die Primärstruktur mit jeweils ihren Wechselwirkungen.
Jedoch sind auf Abbildungen meistens nicht alle Strukturen erkennbar.
