Wie funktioniert Protein

Aufbau, Einteilung, Bedarf und Vorkommen von Eiweiß. Proteine bestehen aus Aminosäuren und sind der Baustoff unseres Körpers. Eingeteilt nach Anzahl der Aminosäuren, Struktur und Form findet man zahlreiche Eiweißarten

Proteine oder auch Eiweiße genannt, sind die Baustoffe unter den Nährstoffen. Sie bestimmen, wie jede einzelne Zelle und sogar unser ganzer Körper aufgebaut ist. Jedes Gewebe, ob Haar oder Haut wird aus Proteinen hergestellt. Die Proteine selbst bestehen aus vielen Aminosäuren, den kleinsten Einheiten der Eiweißstoffe. Indem sich Aminosäuren miteinander verbinden, entstehen Peptide. Ist die Kette von Aminosäuren lang genug, entsteht das Protein.

Aminosäuren

Als Grundbausteine dienen 20 verschiedene Aminosäuren. Acht davon sind essentiell, d.h. der Körper kann diese nicht selbst synthetisieren, sie müssen also mit der Nahrung aufgenommen werden. Dazu gehören:

  • Isoleucin
  • Valin
  • Leucin
  • Phenylalanin
  • Methionin
  • Tryptophan
  • Lysin
  • Threonin

Einteilung nach Anzahl der Aminosäuren

  • Dipeptid- 2 Aminosäuren
  • Tripeptid-3 Aminosäuren
  • Tetrapeptid-4 Aminosäuren
  • Oligopeptid- mehr als 10 Aminosäuren
  • Polypeptid- sehr viele ca. 100 Aminosäuren
  • Protein- ca.220 000 Aminosäuren

Struktur der Proteine

Charakteristisch für das Protein ist, dass es stets eine komplexe Raumstruktur einnimmt. Oft ist diese Struktur sehr empfindlich und denaturiert bei Temperatur- oder pH-Wert-Veränderungen.

Primärstruktur

Die Primärstruktur ist sehr variabel und beschreibt die Aminosäuresequenz, d.h. die Reihenfolge der Aminosäuren in der Kette. Vorstellen kann man sich dies, wie eine bunte Perlenkette in der jede Farbe eine andere Aminosäure darstellt. Wird auch nur eine Aminosäure in einer Kette von z.B. 100 Aminosäuren vertauscht, erhält man ein ganz neues, anderes Protein. Obwohl nur 20 verschiedene Aminosäuren vorhanden sind, entsteht durch ein unterschiedliches Mengenverhältnis und eine andere Anordnung der Reihenfolge solch eine Vielfalt.

Sekundärstruktur

Die Sekundärstruktur beschreibt das durch Wasserstoffbrücken stabilisierte, räumliche Auftreten der Aminosäuren. Diese können als Alpha-Helix, Beta-Faltblatt, Beta-Schleife oder ungeordnete Random-Coil-Struktur vorliegen.

Einteilung der Proteine

Globuläre Proteine

Gekennzeichnet durch eine kompakte, kugelige Form kommen sie im Körper häufig als Enzym, Hormon, Bluteiweißstoff oder Antikörper vor. Wichtige Vertreter sind: Albumine, Globuline und Prolamine, zu finden sind sie u.a. auch in Milch, Getreide und Kartoffeln.

Fibrilläre Proteine

Dies sind lange, faserige Moleküle mit hoher Zugfestigkeit. Dazu gehören:

  • Myosin, das Muskeleiweiß für die Kontraktion der Muskeln
  • Kollagen, welches dem Gewebe Festigkeit und Formbeständigkeit gibt, vorkommend in Haut, Sehnen, Knorpel und Bandscheiben.
  • Elastine, vorkommend im elastischen Bindegewebe: Haut, Arterien, Bändern und Stimmbändern.
  • Kreatine, gekennzeichnet durch ihre große Formbeständigkeit und Festigkeit kommen sie in Fingernägeln und Haaren vor.

Und die Ernährung?

Natürlich kommen Proteine auch in unserer Nahrung vor, besonders eiweißreich sind Milch und Milchprodukte, Käse, Fleisch, Wurst, Fisch und Ei, also alle tierischen Lebensmittel. Auch pflanzliche Produkte, wie Vollkornbrot, Nudeln, Reis oder Hülsenfrüchte enthalten Protein. Unterschiedlich ist jedoch ihre biologische Wertigkeit. Diese gibt an, wie viel Körpereiweiß aus 100g Nahrungseiweiß aufgebaut werden kann. Sind die essentiellen Aminosäuren in dem Lebensmittel in einem ähnlichen Verhältnis, wie sie im Körpereiweiß vorkommen, ist die biologische Wertigkeit hoch. Es kann also viel Eiweiß zum Aufbau von Körpermasse, Körperflüssigkeiten und weiteren Stoffen genutzt werden. Positiv ist daher eine möglichst hohe biologische Wertigkeit. Tierische Produkte haben mit ca. 90 % eine sehr hohe biologische Wertigkeit. Pflanzliche Lebensmittel dagegen mit ca. 40 % eine niedrigere.

Biologischer Ergänzungswert

Nahrungseiweißstoffe können sich gegenseitig ergänzen. Pflanzliches Protein kann sich so gegenseitig aufwerten oder durch tierisches Eiweiß aufgewertet werden. Dabei ergänzen sich die fehlenden Aminosäuren und erhöhen die biologische Wertigkeit. Einfach während einer Mahlzeit verzehrt haben so z.B.:

  • Kartoffel und Ei, Fleisch oder Fisch
  • Brot und Käse oder Wurst
  • Hülsenfrüchte und Brot
  • Hülsenfrüchte und Fleisch

die besten Ergänzungswerte.

Proteinbedarf

Ein gesunder Erwachsener benötigt 0,8 – 1 g Eiweiß pro kg Körpergewicht. Dies entspricht ca. 10- 15 % der Energie. Eiweiße mit hoher biologischer Wertigkeit oder gesteigert durch den Ergänzungswert, sollten täglich auf den Tisch.

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