Aminosäuren, Peptidbindungen und Kohlenhydrate
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Aminosäuren
Aminosäuren sind amphotere Verbindungen, die in drei Formen auftreten können:
- Kationisch (positiv)
- Anionisch (negativ)
- Dipolare Ionen (Zwitterionen)
Aminosäuren verhalten sich je nach pH-Wert unterschiedlich. Sie alle haben einen charakteristischen pH-Wert, den isoelektrischen Punkt, bei dem die Aminosäure zu 100 % als dipolares Ion vorliegt.
In einem sauren Milieu, d. h. bei einem niedrigeren pH-Wert als dem isoelektrischen Punkt (pI), liegt die Aminosäure zu einem hohen Prozentsatz (aber nicht zu 100 %) in kationischer Form vor. Bei einem basischeren pH-Wert, d. h. einem höheren pH-Wert als dem pI, überwiegt die anionische Form.
Peptidbindung
Die Peptidbindung entsteht durch den Verlust eines Wassermoleküls (H2O) aus der OH-Gruppe der Carboxylgruppe einer Aminosäure und dem H-Atom der NH2-Gruppe einer anderen Aminosäure.
Denaturierung
Die Denaturierung ist die Störung aller Ebenen der Proteinstruktur (Sekundär-, Tertiär- und Quartärstruktur), ohne die Peptidbindung zu zerstören. Wenn ein Protein denaturiert ist, kann es seine Funktion nicht mehr erfüllen, da es seine Form verliert und sogar unlöslich werden kann.
Hydrolyse
Die Hydrolyse ist die Spaltung von Peptidbindungen. Sie tritt in Gegenwart bestimmter Enzyme, unter bestimmten Temperatur- und pH-Bedingungen und in Gegenwart von Wasser auf. Dies ist ein energieaufwendiger Prozess.
Isomerie
Es gibt verschiedene Arten von Isomerie:
- Positionsisomerie
- Kettenisomerie
- Kompensationsisomerie
- Räumliche Isomerie (cis-trans- oder optische Isomerie)
Cis-trans-Isomerie
Die cis-trans-Isomerie oder geometrische Isomerie tritt in Verbindungen mit einer flachen Stelle im Molekül auf, wie z. B. bei Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen in Alkenen.
Bei cis-Isomeren befinden sich die beiden schwereren Gruppen im selben Halbraum in Bezug auf die Ebene, die die Doppelbindung enthält.
Bei trans-Isomeren befinden sich diese Gruppen in entgegengesetzten Halbräumen in Bezug auf die Ebene, die die Doppelbindung enthält.
Mutarotation
Die Mutarotation ist die Eigenschaft einiger Kohlenhydrate, ihre optische Drehung mit der Zeit zu ändern, bis ein stabiler Wert erreicht wird. Diese Eigenschaft lässt sich durch das Vorhandensein eines Gleichgewichts in wässriger Lösung zwischen den Anomeren alpha, beta und der offenen Form erklären.
Reduktionskraft von Kohlenhydraten
Kohlenhydrate können in Gegenwart von Reagenzien wie Fehling'scher Lösung und Tollens-Reagenz (milde Oxidationsmittel) oxidiert werden. Alle Monosaccharide sind reduzierende Zucker, einige Disaccharide wie Saccharose jedoch nicht. Reduzierende Kohlenhydrate besitzen ein freies anomeres Kohlenstoffatom.