Aufgabe Vorschlag A - Aufgabe 2.1 · Abitur Hessen Biologietechnik LK 2021

2.1.1 Erläutern Sie den Aufbau von Proteinen mit den stabilisierenden Wechselwirkungen.

Lösung: Proteine sind aus 20 verschiedenen Aminosäuren aufgebaut. - Primärstruktur: lineare Verknüpfung verschiedener Aminosäuren durch Peptidbindungen (Aminosäuresequenz). - Sekundärstrukturen: durch Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Peptidbindungen stabilisierte $\alpha$-Helix-Strukturen und $\beta$-Faltblattstrukturen. - Tertiärstruktur: Faltung einzelner Peptidketten zu einer dreidimensionalen spezifischen Struktur (Sekundärstrukturen bleiben weitgehend erhalten). Stabilisiert durch Disulfidbrücken, Wasserstoffbrücken, Ionenbindungen und hydrophobe Wechselwirkungen zwischen den Seitenketten. - Quartärstruktur: Zusammenlagerung von zwei oder mehreren gleichen oder ungleichen Peptidketten (Untereinheiten) zu multimeren Proteinen.

2.1.2 Zeigen Sie die Proteinstruktur des Hämoglobins (Material 4) auf.

Lösung: Hämoglobin besitzt eine Quartärstruktur aus vier Aminosäureketten (zwei identische $\alpha$- und zwei identische $\beta$-Globine, jeweils mit einer Häm-Gruppe). Die Primärstruktur der $\beta$-Kette umfasst 146 Aminosäuren. Als Sekundärstruktur dominiert die $\alpha$-Helix (kein $\beta$-Faltblatt erkennbar), unterbrochen von nicht-helikalen Abschnitten. Jede Kette bildet durch Faltung eine funktionelle Tertiärstruktur (räumliche Untereinheit), die sich zusammen zur Quartärstruktur anlagern.