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ProteineProteine Proteine sind die eigentlichen "Arbeitstiere" der Zelle. Beispiele: Enzyme, Strukturproteine, Regulatoren der Genexpression Proteine bestehen.

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Präsentation zum Thema: "ProteineProteine Proteine sind die eigentlichen "Arbeitstiere" der Zelle. Beispiele: Enzyme, Strukturproteine, Regulatoren der Genexpression Proteine bestehen."—  Präsentation transkript:

1 ProteineProteine Proteine sind die eigentlichen "Arbeitstiere" der Zelle. Beispiele: Enzyme, Strukturproteine, Regulatoren der Genexpression Proteine bestehen aus 20 Aminosäuren (= proteinogene AS) alle enthalten:1 Aminogruppe 1 Carboxylgruppe

2 Chemischer Aufbau von Aminosäuren: H R H3+NH3+NC COO - Carboxylgruppe Aminogruppe AminosäurenAminosäuren

3 AminosäurenAminosäuren kann sehr unterschiedlich sein: hydrophob - hydrophil groß - klein sauer, basisch geladen - ungeladen polar- apolar... R

4 AminosäurenAminosäuren kann sehr unterschiedlich sein: hydrophobA, L, I, V, M, C, W, F, P hydrophilD, E, K, R, H großW, R kleinG, A, S sauerD, E basischK, R, H aromatischW, F, Y polarS, T, Y, N, Q... R

5 AminosäurenAminosäuren Ein-Buchstaben-Code der Aminosäuren: AAlaninMMethionin CCysteinNAsparagin DAsparaginsäurePProlin EGlutaminsäureQGlutamin FPhenylalaninRArginin GGlycinSSerin HHistidinTThreonin IIsoleucinVValin KLysinWTryptophan LLeucinYTyrosin

6 Verknüpfungen von Aminosäuren H2OH2O C N H H H R C O OH C C N H R O H

7 O CC C CC N H Peptidbindung Die Peptidbindung liegt in einer Ebene, sie hat partiellen Doppelbindungscharakter. Freie Drehbarkeit ist nur um die C  -Atome möglich!

8 Durch diese Verknüpfungen entstehen: l Peptide l Polypeptide l Proteine Verknüpfungen von Aminosäuren

9 Struktur von Proteinen l Primärstruktur Sequenz (Abfolge) der Aminosäuren eines Proteins l Sekundärstruktur Faltung einer Polypeptidkette l Tertiärstruktur Faltung in komplexe, dreidimensionale Strukturen l Quartärstruktur Organisation mehrerer Proteine in einem Komplex höherer Ordnung

10 Es gibt zwei besonders wichtige Sekundärstrukturen:  -Helix: Das O-Atom der Carboxylgruppe in der Polypeptidkette geht eine H-Brückenbindung mit dem H der Aminogruppe der 4. folgenden Aminosäure ein (daher: 3.6 AS pro Drehung).  -Faltblatt: H-Brücken verlaufen zwischen zwei benachbarten Polypeptidketten. Struktur von Proteinen

11 Sekundärstrukturen von Proteinen  -Helix : l Das Rückgrat der Helix beschreibt eine schraubige Windung. l Die Geometrie der Helix ist durch H-Brücken stark stabilisiert. l Die Seitenketten zeigen vom Zylinder nach außen.

12 Sekundärstruktur der Proteine H – Brücken zwischen CO- und NH- Gruppen der Peptidbindungen bedingen räumliche Anordnung α – Helix Schraubig H-Brücke zw. CO- einer AS u. NH- AS 3,6 AS pro Windung

13 CC CC CC C C C N N N CC CC CC CC N N N N C C C Sekundärstrukturen von Proteinen  -Helix: "Rückgrat"

14 [1] CC CC CC C C C N N N CC CC CC CC N N N N C C C [2] [3] [4] [5] [6]  -Helix: "Rückgrat" einzelne AS [7] Sekundärstrukturen von Proteinen

15 [1] CC CC CC C C C N N N CC CC CC CC N N N N C C C [2] [3] [4] [5] [6]  -Helix: O O O O O "Rückgrat" + CO [7] Sekundärstrukturen von Proteinen

16 [1] CC CC CC C C C N N N CC CC CC CC N N N N C C C [2] [3] [4] [5] [6]  -Helix: O O O O O "Rückgrat" + CO + NH H H H H H H [7] Sekundärstrukturen von Proteinen

17 O [1] CC CC CC C C C N N N CC CC CC CC N N N N C C C [2] [3] [4] [5] [6]  -Helix: O O O O O "Rückgrat" + CO + NH + H-Brücken H H H H H H [7] Sekundärstrukturen von Proteinen

18 R O [1] CC CC CC C C C N N N CC CC CC CC N N N N C C C [2] [3] [4] [5] [6]  -Helix: O O O O O "Rückgrat" + CO + NH + H-Brücken + Reste H H H H H H R R R R R R [7] Sekundärstrukturen von Proteinen

19  -Helix im Querschnitt: Lys [1] Glu [2] Met [14] Asp [8] Asn [9] Phe [3] Met [15] Gln [16] Ile [10] Leu [4] Ser [5] Ile [6] Tyr [11] Ala [12] Phe [13] Val [7] hydrophob hydrophil Sekundärstrukturen von Proteinen

20 Mehrere  -Helices können sich zusammenlagern und Kanalproteine bilden : Sekundärstrukturen von Proteinen Membran NH 2 COOH

21 Mehrere  -Helices können sich zusammenlagern : hydrophobe Außenseite (eingebettet in die Membran) hydrophiles Zentrum Sekundärstrukturen von Proteinen (Aufsicht!)

22  -Faltblatt : l im zick-zack verlaufende Kette l mind. 2 derartige Ketten liegen nebeneinander und zwischen ihnen verlaufen H-Brücken l die Reste ragen aus der dadurch gebildeten Ebene nach oben und unten Sekundärstrukturen von Proteinen

23 Sekundärstruktur der Proteine H – Brücken zwischen CO- und NH- Gruppen der Peptidbindungen bedingen räumliche Anordnung β – Faltblatt Zickzack H-Brücke zw. Nachbar PP od. zw. weit entfernten Peptidbindg. derselben PPkette

24 CC CC C N N  -Faltblatt: "Rückgrat" C CC CC C N N C CC CC C N N C CC CC C N N C Sekundärstrukturen von Proteinen

25 CC CC C N N  -Faltblatt: "Rückgrat" C CC CC C N N C CC CC C N N C CC CC C N N C Sekundärstrukturen von Proteinen

26 CC CC C N N  -Faltblatt: "Rückgrat" + CO C CC CC C N N C CC CC C N N C CC CC C N N C OO OO O O O O Sekundärstrukturen von Proteinen

27 CC CC C N N  -Faltblatt: "Rückgrat" +CO, +NH C CC CC C N N C CC CC C N N C CC CC C N N C OO OO O O O O H H H H H H H H Sekundärstrukturen von Proteinen

28 CC CC C N N  -Faltblatt: C CC CC C N N C CC CC C N N C CC CC C N N C OO OO O O O O H H H H H H H H "Rückgrat" +CO, +NH + H-Brücken Sekundärstrukturen von Proteinen

29  -Faltblatt: Blick von der Seite CC CC CO NH N CO CC CC NH CO R R R R Sekundärstrukturen von Proteinen

30 Tertiärstruktur Dreidimensionale Konformation eines Proteins (globulär-fibrillär) Zusammengehalten durch -Wasserstoffbrücken -Ionenbindungen -hydrophope Bindungen im Innern des Moleküls -Disulfidbrücken

31 Quartärstruktur - Bei Proteinen, die aus mehr als 2 Untereinheiten bestehen - räumlich Gestalt von Aggregaten von - Polypeptidkette


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