Aminosäuren und Peptidbindungen — Chemie, 14–17
Verstehe, wie sich Aminosäuren zu Ketten verbinden, die sich zu Proteinen falten. Chemie, 14–17 Jahre.
Kleine Einheiten, lange Ketten
Eine Aminosäure besitzt eine Aminogruppe und eine Carbonsäuregruppe sowie eine Seitenkette, die sie von anderen unterscheidet. Die Carboxygruppe einer Aminosäure kann sich mit der Aminogruppe einer anderen verbinden. Dabei entsteht die Peptidbindung −CO−NH− und Wasser wird frei.
Warum Peptidketten bilden?
Zellen brauchen Moleküle, die Strukturen bilden, Reaktionen beschleunigen und Nachrichten übertragen. Eine einzelne Aminosäure kann diese Aufgaben nicht erfüllen, aber eine Kette kann sich in eine genaue dreidimensionale Form falten. Verschiedene Reihenfolgen einer begrenzten Auswahl erzeugen sehr viele nützliche Moleküle.
Glycin und Alanin verbinden
Glycin hat die Formel C₂H₅NO₂, Alanin C₃H₇NO₂. Entferne OH aus der Carboxygruppe des Glycins und H aus der Aminogruppe des Alanins: Zusammen bilden sie H₂O. Die übrigen Teile verbinden sich: C₂H₅NO₂ + C₃H₇NO₂ − H₂O = C₅H₁₀N₂O₃; dabei entsteht eine Peptidbindung −CO−NH−.
Eine Peptidbindung ist nicht ionisch
Man könnte die Verbindung zwischen Aminosäuren leicht für ionisch halten, weil Amino- und Säuregruppen Protonen aufnehmen oder abgeben können. Das ist in Wasser nachvollziehbar, aber eine Peptidbindung ist eine kovalente −CO−NH−-Bindung durch gemeinsam genutzte Elektronen. An anderen Stellen kann die Kette trotzdem geladene Seitenketten besitzen.
Proteine in Leben und Medizin
Deine Enzyme, Muskeln, Antikörper und viele Hormone sind Proteine aus Peptidketten. Bei der Verdauung werden diese Ketten in Aminosäuren zerlegt; Zellen verbinden Aminosäuren wieder zu neuen Proteinen. Medikamente können Proteinformen nachahmen, blockieren oder ersetzen, deshalb ist die Kettenchemie wichtig.
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