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Proteine sind Polymere aus Aminosäuren, die durch Peptidbindungen miteinander verbunden sind. Die meisten Proteine falten sich zu spezifischen dreidimensionalen Strukturen, um ihre Funktion zu erfüllen.
Die Proteinstruktur wird in vier Kategorien eingeteilt: primär, sekundär, tertiär und quartär.
Die lineare Abfolge der Aminosäuren im Protein ist seine Primärstruktur. Diese Sequenzen werden in der Reihenfolge der Polymersynthese abgelesen, vom N-Terminus, dem freien Aminoende, bis zum C-Terminus, dem freien Carboxylende.
Sekundärstrukturen bilden sich durch Wasserstoffbrückenbindungen zwischen dem Sauerstoff aus der Carbonylgruppe einer Aminosäure und dem Wasserstoff aus der Aminogruppe einer anderen. Zu den gängigen Sekundärstrukturen gehören α-Helices und β-Plissee-Platten.
Diese und andere Verbindungsstrukturen, wie z. B. β-Windungen, interagieren weiter und bilden die dreidimensionale Struktur des Proteins, die als Tertiärstruktur bezeichnet wird.
Die Bildung der Tertiärstruktur erfolgt durch Wechselwirkungen zwischen den R-Gruppen der Aminosäuren.
R-Gruppen mit entgegengesetzten Ladungen können ionische Bindungen bilden, und Schwefel in zwei Cysteinen kann eine kovalente Disulfidbrücke bilden. Weitere Faktoren sind hydrophobe Wechselwirkungen zwischen hydrophoben Seitenketten und Wasserstoffbrückenbindungen zwischen polaren Seitenketten.
Darüber hinaus bilden einige Proteine quartäre Strukturen, Anordnungen von zwei oder mehr Polypeptidketten. Zum Beispiel ist Hämoglobin ein Protein, das aus vier Untereinheiten besteht, zwei α und zwei β.
Wissenschaftler können die Struktur eines Proteins nutzen, um seine Funktion und Position in einer Zelle vorherzusagen. Proteine im Zellzytoplasma haben hydrophile Aminosäuren auf ihren Oberflächen, die mit dem Wasser im Zytoplasma interagieren und hydrophobe Kerne haben.
Im Gegensatz dazu haben Proteine, die in Zellmembranen vorhanden sind, oft hydrophobe Aminosäuren auf der Oberfläche, die mit Glycerophospholipiden in der Membran interagieren und hydrophile Kerne haben.
Proteine sind eines der am häufigsten vorkommenden organischen Moleküle in lebenden Systemen und haben von allen Makromolekülen die vielfältigsten F…
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