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Proteinfaltung


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Proteine gehören zu den wichtigsten biologischen Stoffen unseren Körper am Leben halten.

Die meisten Proteine werden an Ribosomen als lineare Polymere aus Aminosäuren synthetisiert der sogenannten Primärstruktur. gibt auch Proteine die nicht an Ribosomen werden z.B. Phytochelatine). Nach oder während der falten sich diese Aminosäure-Ketten in eine definierte räumliche Struktur (Tertiärstruktur) die lokale räumliche Strukturen Sekundärstruktur ) enthalten. Unterstüzt und teilweise erst ermöglicht diese Faltung durch Hilfseiweiße (z. B. Chaperone). sich außerdem noch Oligomere aus mehreren Proteinen in Tertiärstruktur so man von einer Quartärstruktur.

Die Funktion der Eiweiße als Enzyme Stukturbausteine (z. B. Keratin der Haare) etc. ist nur durch definierte Struktur möglich. Dadurch ist die Proteinfaltung von großer Bedeutung für die Biologie Objekt intensiver Forschung. Durch Prionen hervorgerufene Krankheiten wie z.B. BSE gehen wahrscheinlich auf eine falsche Faltung Prion-Proteine zurück. Unter normalen Bedingnungen sorgen spezielle so genannte Chaperone dafür dass Fehlfaltungen nicht einem Problem werden. Sie können auch eine Aggregation von denaturierten Proteinen unter extremen Bedingungen b. bei hohen Temperaturen) bremsen.

Zur Zeit läuft ein Projekt der Stanford zum Berechnen dieser Faltungen bei dem mithelfen können indem sie Rechenleistung zur Verfügung Folding@Home

Bei der Faltung wechselt das Protein denaturierten (unstrukturierten oder biologisch nicht funktionsfähigen) Zustand nativen (strukturierten oder biologisch funktionsfähigen) Zustand. Den Prozeß nennt man Denaturierung . Faltung und Denaturierung von Proteinen ähneln erster Ordnung d.h. extensive Größen wie Volumen und Wärmeenergie ändern sich sprunghaft. Aufgrund der mikroskopischen der Proteine sind diese Übergänge allerdings nicht ausgeprägt wie man sie bei makroskopischen Systemen (z.B. Schmelzen von Eis bei 0 Grad).

Die erste umfassende Theorie zur Proteinfaltung in den 1920er Jahren von dem chinesischen Hsien Wu entwickelt. Im europäisch/amerikanischen Raum wurden ersten wesentlichen Arbeiten von Christian B. Anfinsen Nobelpreis für Chemie 1972) in den 1950er Jahren durchgeführt.



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