Proteinfunktion – Das Leben selbst

Die Proteine lassen uns leben. Sie bewerkstelligen alle Aufgaben, die innerhalb und außerhalb unserer Zellen nötig sind. Entsprechend unterschiedlich sind ihre hoch angepassten Strukturen.

Die Proteine im Muskel machen den Körper beweglich

3D-Gittermodell der Aktinfasern mit gebundenem Myosin (blau) im Zentrum
3D-Gittermodell der Aktinfasern mit gebundenem Myosin (blau) im Zentrum

Muskelfasern bestehen aus Aktin- und Myosinfilamenten. Ähnlich wie die Gummiseile eines Expanders lassen sich die einzelnen Muskelfasern fast beliebig oft dehnen oder kontrahieren. Die Proteine im Muskel sind elastisch und beweglich. Wenn sich ein Muskel bei der Arbeit streckt, gleiten die Fasern des Muskels bei der Dehnung aneinander vorbei wie bei einem Teleskop, das ausgezogen wird. Bei der Kontraktion wird das Teleskop wieder zusammengeschoben.

Proteine in den roten Blutkörperchen transportieren Sauerstoff
Diese Blutzellen sind fast ausschließlich mit dem Protein Hämoglobin ausgefüllt. Das Hämoglobin bindet einen Farbstoff, der Sauerstoffmoleküle transportieren kann. Das Hämoglobin ist also unentbehrlich für den Transport von Sauerstoff aus der Lunge in die Organe des Körpers, die für ihre Arbeit Sauerstoff benötigen. Hämoglobin besitzt darüber hinaus eine Eigenschaft, die eine Anpassung an große Höhen erleichtert: Es hält den Sauerstoff um so begieriger fest, je weniger davon da ist.

Die Proteine in der Augenlinse ermöglichen scharfes Sehen
Die Linse des Auges besteht zu einem Viertel aus Proteinen, der Rest ist Wasser. Die Proteine in der Linse sind elastisch. Durch die Veränderung ihrer Raumstruktur krümmt sich die Linse mehr oder weniger stark, so dass ein Bild wie bei einem Objektiv einer Kamera scharf gestellt werden kann. Außerdem ist die Linse hoch lichtdurchlässig.

Antikörper sind Proteine, die Fremdes markieren
Als Teil des Immunsystems binden Antikörper an alles, was nicht zu unserem Körper gehört – und markieren es damit für seine Zerstörung durch Makrophagen. Außerdem bilden Antikörper-produzierende Zellen das Gedächtnis unseres Immunsystems.

Proteine ermöglichen die Zellkommunikation
Hormone und andere Botenstoffe (zum Beispiel Interferone und Interleukine) vermitteln Signale zwischen verschiedenen Zellen. Auf der Oberfläche der Zelle, die das Signal empfängt, gibt es Antennen-Moleküle, auf die der jeweilige Botenstoff passt wie ein Schlüssel in ein Schloss. Wird das Empfangssignal ins Innere der Zelle weiter geleitet, so spielen meist wieder Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Proteinen eine entscheidende Rolle.

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