Strukturen und biologische Funktionen von Aminosäuren, Peptiden und Proteinen

Zusammenfassung

Einfache Proteine sind hochmolekulare Verbindungen peptidisch verknüpfter Aminosäuren. Als zusammengesetzte Proteine werden solche bezeichnet, die weitere Moleküle wie Kohlenhydrate, Lipide, Porphyrine, Nucleotide, Metalle und Phosphat enthalten. Lebensvorgänge sind ohne Proteine nicht möglich. Mit der Erforschung ihrer Struktur und Funktion und mit der wirtschaftlichen Nutzung beschäftigen sich verschiedene Disziplinen. Unter Struktur wird einheitlich die Reihenfolge der Aminosäuren in der Peptidkette (Konstitution: Sequenz, Primärstruktur) und deren dreidimensionale Anordnung verstanden (Sekundär-, Tertiär-, Quartärstruktur). Im Hinblick auf die Funktion bzw. die funktionellen Eigenschaften der Proteine sind die Auffassungen ambivalent. Biochemiker, Biophysiker, Immunologen und Endokrinologen interessieren sich für Proteinfunktionen auf molekularer und zellulärer Ebene wie intra-und intermolekulare Wechselwirkungen und deren Beitrag zur Stabilisierung der Proteinstruktur, enzymatische Katalyse, Aminosäurestoffwechsel und seine Regulation, Proteinsynthese und -abbau, Transport-, Erkennungs-, Schutz-und homöostatische Funktionen. Mit Ernährungsproblemen beschäftigte Wissenschaftler untersuchen die nutritiven Funktionen der Proteine und Aminosäuren im Gesamtorganismus, Verdauungs-und Resorptionsfunktionen, allergische und toxische Wirkungen, Wechselbeziehungen mit anderen Nahrungsbestandteilen, Proteinbedarf unter verschiedenen Lebensumständen und Folgen nicht angepasster Ernährung. Die Lebensmittelchemie und -technologie wendet sich jenen funktionellen Eigenschaften zu, die mit Löslichkeit, Quellung, Bindungsvermögen für Wasser, Öl bzw. Fett und flüchtigen Komponenten, Gel-und Schaumbildung sowie Emulgierung, Fließverhalten, Faserbildung und Texturierung und sensorischen Eigenschaften einhergehen. Für den Arzt stehen Funktionsstörungen im Vordergrund seines Interesses, die sich aus fehlerhaften oder veränderten Proteinen und aus einem fehlgeleiteten Proteinmetabolismus ergeben.