Enzymatik - Grundlage: Proteinwissen generell

Die Enzymatik umfasst alle Informationen rund um die Biokatalysatoren Enzyme, darunter Aktivierungsenergie und Ablauf der enzymatischen Reaktion. Ohne Enzyme kein Leben, ohne Enzyme keine chemische Reaktion im Körper.

Um die Enzymatik begreifen zu können, ist es wichtig, zum Einstieg Proteine noch einmal ganz generell zu betrachten!

Proteine – Funktionsträger in der Zelle

Proteine sind in der Regel diejenigen Biomoleküle, die Funktionen in der Zelle erfüllen. Beispiele sind im Text angeführt. In einigen Fällen finden sich aber auch RNA-Moleküle, die Funktionen übernehmen. So sind z.B. Ribosomen (= Proteinfabriken der Zelle) aus einer Kombination von rRNA-Molekülen und Proteinen zusammengesetzt. 

Proteine sind die Funktionsträger in unseren Zellen. Wann immer Arbeit verrichtet wird, sind es mit höchster Wahrscheinlichkeit Proteine, die im Einsatz sind:

• Transportprotein (z.B. Hämoglobin zum Transport des Sauerstoffs im Blut)
• Muskelprotein (Bewegung und Stützfunktion)
• Strukturproteine wie Kollagen, aber auch Zellbestandteile/-fortsätze wie Mikrovilli
• Antikörper als Abwehrhelfer im Immunsystem oder als Giftstoff (z.B. Schlangengift)
• Oberflächenrezeptoren im Hormonsystem, im Nervensystem, in der Zell-Zell-Interaktion oder im Immunsystem
• Kanäle und Carrier (z.B. spannungsabhängiger Natriumkanal in der Axonmembran)
• als Informationsträger wie z.B. als Hormonpeptid (= Aminosäurekette
• Enzyme!

Aufgrund ihrer Vielfältigkeit bekamen die Eiweiße ihren Namen. Protein leitet sich ab vom griechischen proteios = grundlegend bzw. protos = Erster, Vorrangiger.

Grundbaustein der Proteine ist die Aminosäure. Wie der Namen bereits vermuten lässt, besitzt die Aminosäure eine Amino- und eine Säuregruppe. Ihre Eigenschaften im Protein werden allerdings über den Rest R definiert. Die 20 unterschiedlichen Aminosäuren, die in der Natur zur Herstellung der Proteine eingesetzt werden, haben unterschiedliche chemische Eigenschaften (z.B. sauer, basisch, aromatisch ...).

Alle Verbindungen von Aminosäuren (die Abbildung zeigt ein Dipeptid) geschehen über Peptidbindungen.

Die Peptidbindung wird aus Amino- und Säuregruppe unter Abspaltung von Wasser gebildet. In einer langen Kette aus Aminosäuren (100 Aminosäuren = Protein) sind nur noch die chemischen Eigenschaften der Reste R entscheidend, die über Peptidbindung verbundenen Aminosäuren sind „chemisch neutral“ und bilden das Rückgrat der Proteinstruktur.