Aminosäuren aus Proteinen

Was passiert, wenn du dir ein Spiegelei machst? Was passiert, wenn Milch gerinnt? Beides kann erklärt werden, wenn wir uns ansehen, wie Aminosäuren Proteine bilden. Diese zwanzig verschiedenen Aminosäuren sind die Bausteine aller Proteine. Wenn sie ein Protein bilden, verknüpfen sie sich miteinander, entlang ihrer Molekülstruktur... ...während ihre Seitenketten abstehen.

Alle Zellen in unserem Körper haben die Fähigkeit, neue Proteine zu bilden, solange sie konstant mit Aminosäuren versorgt werden. Einige Aminosäuren können wir in unserem Körper selbst herstellen, mit Atomen aus Zucker und Fett, oder aus anderen Proteinen. Aber neun der zwanzig Aminosäuren kann unser Körper nicht selbst aufbauen. Wir müssen sie mit der Nahrung aufnehmen. Man nennt sie essentielle Aminosäuren.

Wenn wir keine Proteine essen, nehmen wir auch keine essentiellen Aminosäuren zu uns. ...Und können so die neuen Proteine, die diese Aminosäuren erfordern, nicht bilden. Diese neuen Proteine werden in unseren Zellen hergestellt, indem Hunderte – oder gar Tausende – von Aminosäuren zu langen Ketten verknüpft werden. Die Aminosäureketten drehen und winden sich auf vielfältige Weise. In manchen Proteinen bilden sie lange Spiralen, die umeinander gewickelt sind In anderen Proteinen faltet sich die Kette von Aminosäuren kugelförmig zusammen. Warum ist das so?

Was bringt die Proteine dazu, sich zu falten? Schauen wir uns eine kurze Aminosäurekette an, um den Faltmechanismus besser zu verstehen. Zwar gibt es etwa zwanzig verschiedene Aminosäuren, wir wählen aber nur drei davon aus: Glycin, Asparaginsäure... ...und Lysin. Die Seitenkette der Asparaginsäure hat am Ende eine negative Ladung,... ...und die des Lysins eine positive Ladung. Selbst wenn wir Aminosäurekette gerade biegen...

so wie hier... Schau, was passiert: Die negativen und die positiven Bereiche der Seitenketten ziehen sich gegenseitig an. So wird die Kette in eine Schleifenform gebogen. Ohne externe Einflüsse biegt sich diese spezielle Aminosäurenkette auf diese Weise. Die Anziehung zwischen den positiven und negativen Seitenketten ist jedoch keine starke Bindung.

Angenommen, diese Sequenz von Aminosäuren ist von einem Ei, das du in die Pfanne geschlagen hast. Die Hitze zerbricht die Bindung. Die Aminosäuren sind nach wie vor durch die Molekülstruktur miteinander verbunden, aber die Seitenketten verlieren den Kontakt miteinander. Das bedeutet, dass sich einige der Drehungen und Windungen, die das Protein geformt haben, zu entwirren beginnen. Diesen Prozess nennt man Denaturierung.

Wird ein Protein denaturiert, dann verändern seine Moleküle ihre natürliche Form. Während die Proteinmoleküle ihre Form verändern, fangen sie an, sich umeinander zu wickeln Statt wie Bälle in einer Flüssigkeit umherzuschwimmen, verheddern sie sich. Das ist der Grund, warum sich Eier beim Erhitzen verfestigen. Die Bindungen brechen ebenso, wenn der Säuregrad des Proteins verändert wird. Milch wird sauer, wenn Bakterien in der Milch Milchsäure produzieren.

So wie Hitze kann auch Säure die schwachen Bindungen zwischen den positiven und negativen Seitenketten brechen. Brechen die Bindungen, entfalten sich die Biegungen im Protein. Das Protein verändert seine Form, die Proteinmoleküle kleben aneinander und bilden Klumpen in der Milch. Wir sagen, die Milch ist geronnen. Egal, ob du dir ein Spiegelei machst oder vergisst, die Milch in den Kühlschrank zu stellen, das Resultat ist dasselbe: Aminosäureketten entfalten sich und verheddern sich miteinander!

Dennoch, die Aminosäuren im Spiegelei schmecken wahrscheinlich besser als die in der geronnenen Milch... ...aber das ist ein anderes Experiment...