Kurzarbeit

• 20 proteinogene (=proteinbildende) AS

• Einbuchstaben- & Dreibuchstabencode, Bsp.: Alanin -> A -> Ala

• negativ geladene AS: Reste enthalten Carboxy-Gruppe -> Protonenabgabe

• positiv geladene AS: Reste enthalten Amino-Geuppe -> Protonenaufnahme

• AS reagieren als Ampholyt

• pH-Wert bei dem Zwitter-Ionen Struktur vorliegt: isoelektrischer Punkt (IEP)

  -> IEP: pKs-Werte der Amino- bzw. Carbonsäure-Gruppen

Moleküle mit mindestens zwei funktionellen Gruppen, die entgegengesetzte Ladungen (+,-) tragen, jedoch insgesamt elektrisch neutral sind

• stark polarer Charakter durch Ladungen des Zwitter-Ions

  -> wasserlöslich

• Löslichkeit nimmt mit Größe des unpolaren Rest ab

• Ausbildung eines Ionengitters -> hohe Schmelztemperatur

• häufig kein Schmelzpunkt (vorher Zerstörung der kovalenten Bindungen)

• Trägermaterial: Papier oder Öl aus Polyacrylnitril (keine wässrige Lösung), damit die getrennten Ionen später isoliert werden können

• Auftrennen von Gemischen mit AS und Proteinen

• Ionen wandern in elektrischem Feld zur jeweils entgegengesetzten Elektrode:

  Anionen -> Anode (+Pol)

  Kationen -> Kathode (-Pol)

• Geschwindigkeit der Ionenwanderung abhängig von:

  • Betrag der Ladung

  • Größe der Ionen

• Trennverfaren, bei dem AS oder Proteine in einem elektrischen Feld solange wandern, bis sie den pH-Wert erreichen, bei dem sie keine elektrische Ladung mehr tragen -> IEP

-> Proteine können allein aufgrund ihrer unterschiedlichen Ladungseigenschaften sehr genau voneinander getrennt werden

• Abspaltung von Wasser - Kondensation

• Rückreaktion: Hydrolyse (Katalysator wird benötigt, meist Protonen (Säure) oder Enzyme)

• typische Endung -yl

• CN-Bindung der Peptidgruppe (132nm) kürzer als normale CN-Bindung (147)

  -> Doppelbindungscharakter (40%) durch Mesomerie

• die Peptidbindung ist planar

• das O-, C-, und das N-Atom sind sp2-hybridisiert

• beschreibt Art, Anzahl und Reihenfolge der L-Aminosäurebausteine

• wird auch Aminosäuresequenz genannt

• beschreibt räumlich begrenzte dreidimensionale Strukturabschnitte

• entsteht durch Ausbildung von WB zwischen Peptidbindungen

• 2 Strukturen:

  • alpha-Helixstruktur

  • beta-Faltblattstruktur

• spiralenförmig

• intramolekulare WB

• intermolekulare WB

• bspw. bei Naturseide

• weitere Verformung durch WW:

  • Disulfidbrücken -> Cysteinreste

  • LD-WW -> unpolare Seitenketten

  • WB -> polare Seitenketten

  • Ionenbindungen -> negativ geladene Carboxylatgruppen und positiv geladene Ammoniumgruppen

• funktionelle Einheit mit komplexer Raumstruktur aus mehreren Polypeptidketten

• bspw. Hämoglobin aus vier Polypeptidketten

• Bindungskräfte wie bei Tertiärstruktur

Versuch

• DC-Platte mit AS entwickeln

• mit Ninhydrin besprühen

• 15 min bei 100°C erhitzen

Ergebnis

• purpurfarbene Flecken

Erklärung

• AS - NH2 + 2Ninhydrin

  -> Ruhemann’s Purpur + CO2 + H2O

Versuch

• Proteinlösung herstellen

• mit Natronlauge alkalisch machen

• Biuret-Reagenz (Cu2+) hinzugeben

• erwärmen (~60°C)

Ergebnis

• Farbumschlag von Hellblau zu Violett

Erklärung

• (Cu2+)-Ionen bilden Komplexe mit Peptidbindungen

Versuch

• Proteinprobe

• konzentrierte Salpetersäure (HNO3) hinzugeben

Ergebnis

• gelbe Färbung

Erklärung

• Nitrierung aromatischer AS:

  Tryptophan, Tyrosin, Phenylalanin

Herabsetzen der Aktivierungsenergie (Ea) für mildere Bedingungen bei biochemischen Reaktionen

• Proteingerüst mit definierter Struktur (AS-Sequenz!)

• Bindungsstelle des Substrats = aktives Zentrum

• Aufgrund der räumlichen und chemischen Komplementarität (=Passgenauigkeit) des aktiven Zentrums, kann ein Enzym ausschließlich ein bestimmtes Substrat oder eine eng “verwandte” Substratgruppe binden und umsetzen

-> Schlüssel-Schloss-Prinzip

ein Enzym bewirkt nur eine bestimmte Reaktion des Substrats

a Enzym

b Aktives Zentrum

c Substrat(e)

d Enzym-Substrat-Komplex

e freies Enzym

f Produkt

• Veränderung der räumlichen Struktur eines Proteins -> Verlust der biologischen Funktion

• meist irreversibel

• Zerstörung von WW (stabilisieren die Strukturen) -> regellose Knüpfung neuer Bindungen

• führt zum Brechen von Ionenbindungen & Disulfidbrücken

• WB und LD-WW werden überwunden

-> Ausbildung neuer Bindungen und WW

• Hydrolyse der Peptidbindungen im stark sauren/basischen Milieu

• Ausbildung von WB wird durch H3O+ bzw. OH- gestört

• Schwermetall-Ionen bilden mit Anionen der AS-Reste Ionenbindungen aus

-> Zerstörung der Tertiärstruktur -> Denaturierung

• Bsp. hochgiftige Blei- oder Quecksilbersalze