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Proteine und Aminosäuren

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Nashi Su
Proteine und Aminosäuren
lernst du in der Oberstufe 5. Klasse - 6. Klasse - 7. Klasse

Beschreibung Proteine und Aminosäuren

In diesem Video lernst du den Aufbau, das Aussehen und die Funktionsweise von Proteinen kennen. Die Struktur von Proteinen wird erläutert und du lernst den Bauplan von Aminosäuren kennen. Aminosäuren bilden den Grundbaustein eines jeden Proteins und sind daher ebenso wichtig wie die Proteine selbst. Außerdem lernst du die verschiedenen Arten von Proteinen kennen. Das Wort Protein leitet sich von "protos", was so viel wie "Erstes" oder "Wichtigstes" bedeutet. Ob Proteinen ihren Namen zurecht tragen, erfährst du in dem Video.

Transkript Proteine und Aminosäuren

Hallo, ich bin Natascha und wir wollen uns heute die Proteine und ihre Bausteine, die Aminosäuren anschauen. Wir wollen herausfinden, wie sie aussehen und aufgebaut sind, was sie im Körper machen und was für verschiedene Arten von Proteinen es gibt.  Das Wort Protein leitet sich vom griechischen Wort "protos" ab, was soviel bedeutet wie "Erstes" oder "Wichtigstes". Und wirklich sind die Proteine nicht aus einem lebendigen Organismus herauszudenken. Sie sind nicht nur die häufigsten organischen Bauteile des Körpers, sondern sind notwendig für fast alle Prozesse, die im Körper stattfinden. Das liegt daran, dass Proteine so verschiedene Funktionen erfüllen können wie Signalstoffe erkennen, Stoffe binden, transportieren und wieder abgeben, Ionen pumpen, Reaktionen katalysieren oder Strukturen, wie z.B. ein Haar, stabilisieren. Wollen wir verstehen, wie ein Protein aufgebaut ist, kommen wir nicht drum herum, uns erst einmal mit den Aminosäuren vertraut zu machen. Im menschlichen Körper gibt es 21 verschiedene Aminosäuren, die alle einen einheitlichen Bauplan haben. In der Mitte steht ein Kohlenstoffatom. Daran gebunden ist ein Wasserstoffatom, eine Aminogruppe, eine Carboxylgruppe und ein Rest. Dieser Rest wird auch Seitenkette genannt und bestimmt, was für eine Aminosäure wir vor uns haben. Er kann entweder ein einzelnes Atom sein oder eine ganze Gruppe von Atomen. Das wichtigste Prinzip für die Bildung eines Proteins ist die Peptidbindung. Jede Carboxylgruppe einer Aminosäure kann sich nämlich unter Wasserabspaltung mit der Aminogruppe einer anderen Aminosäure verbinden. Wenn 2 Aminosäuren sich miteinander verbinden, haben wir das einfachste Peptid, das Dipeptid. Kurze Aminosäureketten von weniger als 10 Aminosäuren nennt man Oligopeptide. Lange Ketten von 50 bis ca. 2000 Aminosäuren, heißen Polypeptide. Und erst bei Polypeptiden spricht man auch von Proteinen, die meist aus Hunderten oder Tausenden von Aminosäuren bestehen.  Wenn wir ein Protein ansehen, dann ist die Reihenfolge der Aminosäuren ausschlaggebend dafür, welches Protein gebildet wurde. Diese lange Sequenz von Aminosäuren, die aussieht wie ein langer Faden, wird auch Primärstruktur genannt. Diese Primärstruktur bildet sozusagen das Grundgerüst. Allerdings findet man ein Protein meist nicht in dieser Form in einer Zelle vor. Stattdessen gehen die Seitenketten der Aminosäuren an manchen Stellen untereinander noch mal Bindungen ein und bilden alpha-Helixen, die wie kleine Spiralen aussehen, oder beta-Faltblätter. Diese Formen werden Sekundärstruktur genannt und sind zweidimensional. Als Tertiärstruktur wird dann die dreidimensionale Anordnung aller Moleküle eines Proteins im Raum bezeichnet. Diese Struktur kommt dadurch zustande, dass sich gleich geladene Seitenketten abstoßen und unterschiedlich geladene Seitenketten anziehen. Es gibt Wasserstoffbrückenbindungen oder Ionenbindungen zwischen sauren und basischen Seitenketten. Zusätzlich stabilisieren sogenannte kovalente Bindungen zwischen Schwefelatomen die räumliche Struktur. Auf diese Art und Weise entsteht dann ein Proteingebilde, das zum Beispiel lang gestreckt ist wie bei den Faserproteinen. Oder die Tertiärstruktur bildet eine annähernd kugelige Form. Diese Proteine werden auch globuläre Proteine genannt. Und je nachdem, wie die Oberflächenstruktur eines Proteins aussieht, wird darüber auch seine Funktion bestimmt. So gibt es zum Beispiel Rezeptor-Proteine, die nur reagieren, wenn ein Botenstoff sich an sie bindet, der wie ein Schlüssel ins Schlüsselloch passt. So wird also die Primärstruktur des Proteins durch die Reihenfolge der Aminosäuren bestimmt. Die Primärstruktur wiederum bestimmt die Sekundärstruktur. Die Sekundärstruktur gibt die Tertiärstruktur vor und diese bestimmt die Funktion eines Moleküls.  Wir wissen jetzt also, dass Proteine überall im Körper zu finden sind, und haben viele Beispiele für ihre Funktionen gesehen. Wir kennen den Aufbau einer Aminosäure und wissen, wie sie sich zu Peptiden und Proteinen zusammensetzen. Wir kennen auch die verschiedenen Strukturen der Proteine und wissen, wie sie zustande kommen.  Ich hoffe, es hat euch gefallen und wir sehen uns beim nächsten Video. 

27 Kommentare

27 Kommentare
  1. Warum wird die Aminogruppe positiv, wenn die Seitenkette konkret wird? (Minute 1:57)
    Zwei Aminösäuren mit einer Peptidbindung verbunden: Dipeptid
    Viele Aminösäuren sind auch nur mit jeweils einer Peptidbindung miteinander verbunden. Die Bindungen sind nicht verschieden (Minute 2:28)
    Eine Helix - mehrere Helices
    Auch eine Helix ist dreidimensional. Es ist aber erst die zweite Strukturstufe bei der Formbildung des Enzyms. (Sekundärstruktur).
    (5:16)
    Auch für Enzyme gilt das Schlüssel-Schloss-Prinzip.
    Die Tertiärstukrut ergibt sich nicht zwangsläufig aus der Sekundärstruktur. Um aus der Amiosäuresequenz ein gefaltetes Protein zu bilden, bedarf es separater Faltungsvorgänge. Wie die gesteuert werden und welche Strukturen sich ergeben können, ist aktueller Forschungsgegenstand.
    Die Fragen aus dem Quiz lassen sich nicht alle nur mit dem Video beantworten.

    Von Kreutzer 2, vor 2 Monaten
  2. An sich ein gutes Video (alles Wichtige darin enthalten und verständlich und anschaulich erklärt), aber echt fast zum Einschlafen …..

    Von Olafblack, vor mehr als einem Jahr
  3. man soll vor dem Video ordentlich frühstücken.

    Von Nhizilla, vor etwa 3 Jahren
  4. GUT

    Die stimme und die Art der Erzählung ist zum EINSCHLAFEN

    Von Riedl Lukas, vor mehr als 3 Jahren
  5. für welche klasse ist das ??????????????????

    Von Riedl Lukas, vor mehr als 3 Jahren
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Proteine und Aminosäuren Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Proteine und Aminosäuren kannst du es wiederholen und üben.
  • Beschreibe den Aufbau der Aminosäuren.

    Tipps

    Aminosäuren besitzen eine Aminogruppe.

    Aminosäuren besitzen eine Carboxylgruppe.

    Lösung

    Proteine werden aus Aminosäuren aufgebaut. Aminosäuren bestehen aus:

    • Kohlenstoffatom $C$
    • Wasserstoffatom $H$
    • Aminogruppe $NH_2$
    • Carboxylgruppe $COOH$
    • Rest (Seitenkette)
    Die einfachste Aminosäure ist Glycin (rechts dargestellt).

  • Stelle dar, welche unterschiedlichen Peptide bei der Verbindung von Aminosäuren entstehen können.

    Tipps

    Das Wort poly stammt aus dem Griechischen und bedeutet viele.

    Proteine gehören zu den Polypeptiden.

    Lösung

    Aminosäuren werden über Peptidbindungen verknüpft. Dabei entstehen bei der Verbindung von

    • 2 Aminosäuren Dipeptide,
    • 3 bis 9 Aminosäuren Oligopeptide,
    • über 10 bis ca. 2000 Aminosäuren Polypeptide.
    Von Proteinen spricht man bei Polypeptiden mit mehr als 100 verbundenen Aminosäuren.

  • Analysiere die Struktur der Proteine.

    Tipps

    Die Primärstruktur bestimmt die Sekundärstruktur. Die Sekundärstruktur bestimmt die Tertiärstruktur.

    Hämoglobin befindet sich in der Quartärstruktur.

    Lösung

    Bei der Struktur der Proteine unterscheidet man zwischen Primär-, Sekundär-, Tertiär- und Quartärstruktur.

    Die Reihenfolge der Aminosäuren bezeichnet man als Primärstruktur, die das Grundgerüst bildet.

    Die Seitenketten gehen Bindungen ein und bilden so eine zweidimensionale Sekundärstruktur, die α-Helix oder das β-Faltblatt.

    Die dreidimensionale Anordnung der Moleküle bezeichnet man als Tertiärstruktur. Dabei sind chemische Bildungen zwischen den organischen Resten von großer Bedeutung, wie Wasserstoffbrückenbindungen, Ionenbindungen und auch kovalente Bindungen.

    Die Quartärstruktur entsteht durch Wechselwirkungen zwischen mehreren Peptidketten eines Moleküls.

  • Beschreibe Charakteristika von Faserproteinen und globulären Proteinen.

    Tipps

    Globulär stammt von dem lateinischen Wort globus. Das bedeutet Kugel.

    Globuläre Proteine sind räumlich ausgedehnter und haben so Platz für die Einlagerung von Sauerstoff.

    Lösung

    Proteine können nach ihrer Struktur in zwei Gruppen unterteilt werden.

    Die globulären Proteine sind kugelförmig. Sie sind räumlich ausgedehnt und können so gut Sauerstoff einlagern, z.B. Hämoglobin. Auch in Speicherproteinen und Enzymen sind sie vorhanden. Sie sind wasserlöslich.

    Die fibrillären Proteine (Faserproteine) sind lang gestreckt und fadenförmig. Sie haben stützende Funktion und sind im Keratin der Haare und Nägel wie auch im Collagen des Stützgewebes anzutreffen. Sie sind nicht wasserlöslich.

  • Schildere die Bedeutung der Proteine für den menschlichen Körper.

    Tipps

    Das Wort Protein stammt vom griechischen Wort „protos" und bedeutet Erstes oder Wichtigstes.

    Enzyme, die im Körper als Katalysatoren wirken, bestehen aus Proteinen.

    Lösung

    Proteine sind die häufigsten Baustoffe des Körpers. Sie sind für fast alle Prozesse im Körper notwendig. Sie wirken als Transport-, Steuer- und Regelstoffe. Sie katalysieren die Reaktionen. Sie binden Stoffe, transportieren sie und geben sie wieder ab. Sie stabilisieren Strukturen, wie z.B. Haare.

  • Entscheide, welche Nachweisreaktionen zum Nachweis von Proteinen geeignet sind.

    Tipps

    Zwei der Nachweisreaktionen sind für den Nachweis von Eiweißen (Proteinen) und zwei für den Nachweis von Kohlenhydraten geeignet.

    Lösung

    Proteine (Eiweiße) können mit der Xanthoproteinreaktion und der Biuretreaktion nachgewiesen werden.

    Die Xanthoproteinreaktion zeigt beim Vorhandensein von aromatischen Proteinen eine gelbe Verfärbung.

    Bei der Biuretreaktion zeigt sich eine Violettfärbung bei Anwesenheit von Verbindungen mit Peptidbindungen.

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