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Vom Gen zum Protein

Vokabeln Proteine

Tab.1
Wichtige Begriffe zur Struktur und Bildung von Proteinen
VokabelErklärung
ProteinDer Begriff Protein geht bereits auf Berzelius zurück und leitet sich aus dem griechischen Wort πρωτευω ab. Es bedeutet wörtlich „der Erste sein“. Es ist dieselbe Wurzel aus der auch der Name Proton stammt. Betrachtet man den deutschen Begriff Eiweiß, dann gelingt es, diese Wurzel sofort nachzuvollziehen, wenn man damit eine wichtige Quelle des Lebens bezeichnen will. Heute ist Protein ein Sammelbegriff für alle biosynthetisch hergestellten Copolymere aus den natürlich vorkommenden Aminosäuren. Kleinere Proteine und Proteinabbauprodukte werden als Peptide bezeichnet.
ProteinstartDieses ist ein unzulässiger Begriff, der dennoch häufig verwendet wird. Wenn es sich um den Anfang eines Proteins handelt, muss man vom N-Terminus sprechen (siehe dort). Wenn es sich um den Beginn der für ein Protein kodierenden Sequenz handelt, muss man vom Start-Codon (siehe dort) sprechen. Auch wenn es sich um eine zusammengesetzte kodierende Sequenz handelt, darf man nur von "splice sites" sprechen.
N-TerminusDie ribosomale Proteinbiosynthese beginnt in Prokaryonten mit einem N-Formyl-methionin. Die Amino-Gruppe des Methionins ist durch Formylierung blockiert und definiert den Start der Proteinkette. Zumeist wird das endständige Methionin abgespalten, so dass eine freie Amino-Gruppe endständig wird. Es ist die einzige freie α-Amino-Gruppe des Proteins und sie ist damit Namensgeber für den Beginn der Proteinkette. Gemäß der NH3-Gruppe wird dieser , der ja zugleich auch ein Ende ist, als N-Terminus bezeichnet.
C-TerminusDie ribosomale Proteinbiosynthese endet nicht mit einer bestimmten Aminosäure. Sobald das Ribosom an ein Stop-Codon gelangt ist, wird mit Hilfe eines Terminationsfaktors die tRNA mit der wachsenden Peptidkette freigesetzt. Das nun fertig synthetisierte Polypeptid hängt als Carbonsäureester an dem cis-Diol der tRNA. Die Abspaltung zur freien Säure erfolgt vermutlich spontan, so dass eine freie Carboxy-Gruppe endständig wird. Es ist die einzige freie α-Carboxy-Gruppe des Proteins und diese ist damit Namensgeber für das Ende der Proteinkette. Sie wird auch als C-Terminus bezeichnet.
ProteinreifungMit dem Verlassen des Ribosoms ist die Synthese des Proteins selten abgeschlossen. Im Wesentlichen sind es die Eukaryonten, die durch verschiedene Proteasen und durch Anhängen verschiedener Reste (post-translationale Modifikationen) die Proteinen verändern. So werden Phosphat- oder Sulfat-Reste und vor allem Zucker angehängt. Bekannteste Beispiele für nachträgliche Modifikationen sind die Blutgruppen-Antigene und das Insulin.
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