Aminosäuresequenz

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Primärstruktur des Proteins 1EFN und die daraus resultierenden höheren Strukturebenen

Der Begriff Aminosäuresequenz (auch Peptidsequenz, Proteinsequenz oder Primärstruktur eines Proteins) bezeichnet in der Biochemie die Abfolge (Sequenz) der Aminosäuren in einem Protein.

Eigenschaften[Bearbeiten]

Die Aminosäuresequenz wird mit der N-terminalen Aminosäure beginnend geschrieben. Die Schreibrichtung vom N-Terminus zum C-Terminus entspricht der Syntheserichtung der Proteine an den Ribosomen im Zuge der Translation.

Die Umsetzung der genetischen Information eines Gens in die Aminosäuresequenz eines Proteins während der Translation ist ein Teil der Genexpression und der Proteinbiosynthese. Erster Teil dieser regulierten Prozesse ist die Transkription der DNA zur mRNA, der zweite ist die Translation der mRNA zum entsprechend codierten Protein.

Die Aminosäuresequenz eines Proteins wird durch den genetischen Code der entsprechenden mRNA-Sequenz bestimmt, die während der Translation über Codons in Aminosäuren übersetzt werden. Die Sequenz der mRNA wird durch die entsprechend codierende DNA-Sequenz bestimmt. Da einige Aminosäuren durch mehrere Codons codiert werden können, ist ein Rückschluss von der Aminosäuresequenz auf die DNA-Sequenz (die Abfolge der Nukleotide) nicht eindeutig möglich. Der genetische Code wird daher als degeneriert bezeichnet.[1]

Die Aminosäuresequenz wird meistens als Ein-Buchstaben-Code (z. B. G für Glycin) oder als Drei-Buchstaben-Code angegeben (z. B. Gly für Glycin).

Struktur[Bearbeiten]

Die Proteinfaltung eines Proteins (Sekundärstruktur, Tertiärstruktur, Quartärstruktur) geht aus der Aminosäuresequenz hervor. Die Aminosäurekette bildet das Rückgrat (Backbone) des Proteins und ist verantwortlich für den inneren kovalenten Zusammenhalt des Makromoleküls. Bereits während der Translation bildet sich die Sekundärstruktur infolge der Wechselwirkungen zwischen den Seitenketten der Aminosäuren. Meist geht diese in ihrer endgültigen Form hervor, in einigen Fällen sind an diesem Prozess jedoch Enzyme, posttranslationale Modifikationen und andere Umgebungseinflüsse (z. B. bei Prionen) beteiligt. Aus der Sekundärstruktur geht wiederum die räumliche Strukturerfüllung (Tertiärstruktur) und gegebenenfalls die Komplexierung mit anderen Untereinheiten zu Proteinkomplexen (Quartärstruktur) hervor.

Zurzeit existiert noch keine verlässliche Methode zur Vorhersage der exakten räumlichen Anordnung der Aminosäurekette anhand der Primärstruktur. Aus Erfahrungswerten lassen sich in der Regel jedoch Aussagen über vorhandene Strukturelemente und die Funktion des Proteins treffen.

Die Aminosäuresequenz kann durch eine Proteinsequenzierung bestimmt werden. Im Zuge eines Proteindesigns kann die Aminosäuresequenz gezielt geändert werden, um die Eigenschaften des Proteins zu verändern.

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Löffler, Petrides, Heinrich: Biochemie und Pathobiochemie, 8. Auflage, Springer Medizin Verlag, Heidelberg (2007), S. 289, ISBN 978-3-540-32680-9.