»Apotheken Umschau«, Ausgabe November 2008

Aminosäuren (Eiweiße/Proteine): Aufbau und Funktionen einer äußerst vielseitigen Substanzgruppe

Vorab als Hintergrundinformation: Das gesamte Eiweiß (gleichbedeutend mit Proteinen) im menschlichen Körper setzt sich aus einzelnen Aminosäuren zusammen. Aminosäuren sind also die Bausteine des Eiweiß.

Von Eiweißen ist oft die Rede. Sie machen schließlich rund 50 Prozent unseres Trockengewichts aus und sind an so ziemlich jedem Stoffwechselvorgang im Körper beteiligt. Aber richtiges Eiweiß gibt es eigentlich nur im Ei. Alle anderen Substanzen, die in der Umgangssprache als Eiweiße bezeichnet werden, heißen korrekterweise Proteine. Von ihnen enthält ein Ei zwar auch eine ganze Menge, der Großteil davon befindet sich allerdings im Eigelb.

Ein Protein besteht aus vielen sich wiederholenden Einzelbausteinen, den Aminosäuren. Diese vermögen höchst komplexe Strukturen zu bilden. Ein Protein, das sich aus nur 100 Bausteinen zusammensetzt – und damit vergleichsweise klein ist- , kann theoretisch in 10¹³² Varianten auftreten. Dies ist ein Vielfaches mehr an Kombinationsmöglichkeiten, als es Atome im Universum gibt.

Jedes Protein ist ein Hochpräzisions-Werkzeug. Die Form muss hundertprozentig stimmen. Bereits ein falscher Baustein führt unter Umständen zur Funktionsuntüchtigkeit. Die Folge können schwere Krankheiten wie die Sichelzellanämie sein. Nicht nur die Abfolge einzelner Bausteine ist wichtig. Damit ein Protein die gewünschte räumliche Struktur bildet, müssen auch äußere Faktoren wie die Temperatur stimmen. Übersteigt diese etwa bestimmte Grenzwerte verliert das Protein seine Form und Funktion. Der Mensch nutzt das aus, wenn er Fieber hat. Durch die erhöhte Temperatur arbeiten die Stoffwechselproteine der Krankheitserreger schlechter.

Was Proteine im Körper machen

• Sie sind die Grundbausteine von Muskeln, Sehnen, Haut- und Bindegewebe.
• Sie geben den Zellen Form und Struktur, zum Beispiel in der Haut oder in den Knochen.
• Als Enzyme beschleunigen oder ermöglichen sie bestimmte Stoffwechselvorgänge.
• Sie regulieren den Transport von Substanzen in die Zelle hinein und aus ihr heraus.
• Als Rezeptoren leiten sie die Botschaft von Hormonen von der Außenhülle der Zelle in das Innere weiter.
• Sie sind ein wichtiger Bestandteil der Körperabwehr.
• Sie bewerkstelligen den Sauerstofftransport im Blut.

Beispiel Insulin: So entsteht Protein

Die Grundbausteine des Hormons, das den Blutzucker reguliert, sind wie bei allen Proteinen Aminosäuren. 20 verschiedene gibt es davon. Im ersten Produktionsschritt werden sie nach und nach zu einer Kette verbunden. Die richtige Reihenfolge ist im Erbgut vorgegeben; dieses ist somit nichts anderes als die Bauanweisung für das Insulin – und für alle anderen Proteine im Körper auch.

Ein Insulinmolekül passt exakt in die Ausbuchtung seines Gegenparts, des Insulinrezeptors (ebenfalls ein Protein). Das Andocken löst eine Reihe von Reaktionen in der Zelle aus, die zu einer Aufnahme von Glukose aus dem Blut in das Zellinnere führen.