Irmer

Online-Ergänzung zum Artikel
„Vom Protein zur Aminosäure“
PdN-ChiS 2/60 (2011)
- Arbeitsblätter-
Ein ungewöhnliches Krankheitsbild
Im Jahre 1904 untersuchte James Herrick, ein Arzt aus Chicago, einen
zwanzig Jahre alten schwarzen Studenten, der wegen Husten und Fieber
ins Krankenhaus eingeliefert worden war. Der Patient fühlte sich schwach
und schwindlig, klagte außerdem über Kopfschmerzen und litt seit
ungefähr einem Jahr an Herzklopfen und Atemnot. Über einen längeren
Zeitraum zeigte er schon verminderte physische Aktivität, drei Jahre
vorher war eine sechsmonatige, eitrige Absonderung aus dem Ohr
aufgetreten. Von Kindheit an hatte er wunde, schlecht heilende Stellen
an den Beinen. Bei der ärztlichen Untersuchung schien der Patient normal
entwickelt und intelligent zu sein. Das Weiße in seinen Augen hatte
einen Anflug von Gelbfärbung, die sichtbaren Schleimhäute erschienen fahl http://clendening.kumc.edu/
und seine Lymphknoten waren vergrößert. Darüber hinaus wies er ungefähr dc/pc/h.html
zwanzig Narben an Schenkeln und Füßen auf. Das Herz war deutlich abnormal, es war vergrößert
und hatte ein Rauschen im Herzton. Herrick notierte: „Die Herzaktion zeigt ein Erscheinungsbild
wie unter starker Stimulierung, obwohl kein Anhaltspunkt für die Einnahme von
Anregungsmitteln gefunden werden konnte".
Die Laboruntersuchung schloß eine genaue Untersuchung des Stuhlgangs auf Parasiten ein, was
bei einem Menschen, der in den Tropen aufgewachsen war, nahelag. Der Befund war negativ,
auch konnte man im Sputum keine Tuberkelbazillen nachweisen. Im Urin fanden sich dagegen
Zelltrümmer als Zeichen einer Nierenschädigung, und das Blutbild zeigte krasse Abnormalitäten:
Erythrozytenzahl
Hämoglobingehalt
Leukozytenzahl
Beobachtet
2,6 10 6 /µl
8 g/100 ml
15250 mm 3
Normal
4,6-6,2 • 10 6 /µl
14- 18 g/100 ml
4000-10000/mm3
Der Patient wies alle Zeichen einer Anämie auf, sein
Hämoglobingehalt
betrug
die
Hälfte
des
Normalwertes, und die Erythrozytengestalt variierte
beträchtlich, denn es kamen viele abnorm kleine
vor. Außerdem fand man viele rote Blutkörperchen
mit Zellkern, die die Vorläufer der „reifen"
Erythrozyten sind, die ja keinen Kern besitzen.
Herrick beschrieb diese ungewöhnlichen Korpuskeln
mit den folgenden Worten: „Die roten
Blutkörperchen hatten eine völlig irreguläre Gestalt,
was aber die besondere Aufmerksamkeit auf sich lenkte, war die große Zahl von
© Klett Verlag
dünnen, verlängerten, sichel- oder halbmondartigen Formen. Diese konnte man
in frischen Proben sehen, egal wie das Blut auf den Objektträger gebracht wurde.... Sie waren
nicht sichtbar in Vergleichsblutproben, die, zur selben Zeit von anderen Individuen entnommen, in
exakt gleicher Weise präpariert worden waren. Es handelte sich also mit Sicherheit nicht um
Artefakte, noch stellten sie irgendeine Form von Parasiten dar".
Als Therapie wählte man eine unterstützende Behandlung, sie bestand aus Ruhe und kräftigender
Nahrung, und vier Wochen später verließ der Patient die Klinik, weniger anämisch und mit
besserem Befinden. Doch auch noch dann behielt sein Blut „die Tendenz zur Ausbildung sichelförmiger Blutkörperchen, wenn auch nicht mehr so ausgeprägt wie vorher."
Aus: L. Stryer, Biochemie, 2. Aufl. Braunschweig (1983), S. 69
Versuche mit Hühnereiweiß
V1: Aufschlagen eines Hühnereies
Materialien:
1 Hühnerei (roh), 1 Teller, 1 Tasse oder Glas
Durchführung:
Ein rohes Hühnerei wird an der Kante einer Tasse oder eines Glases angeschlagen; das Ei wird als Ganzes auf einen
Teller gegeben (das Eigelb soll heile bleiben).
Beschreiben Sie Ihre Beobachtungen.
V2: Herstellen einer Eiklarlösung:
Materialien:
2 Hühnereier, 2 Bechergläser 600 mL, 2 Bechergläser 250 mL, 1 Magnetrührer mit Rührmagnet, 1 Trichter,
Glaswolle, Leitungswasser
Durchführung:
Das Eiweiß von 2 Eiern wird sauber vom Eigelb getrennt und mit 400 mL Leitungswasser in einem 600 mLBecherglas einige Minuten verrührt. Die Eiklarlösung wird über Glaswolle durch einen Trichter in ein weiteres
Becherglas filtriert.
V3: Biuret-Probe
Materialien:
1 Reagenzglas, Eiklarlösung aus V2, Kupfer(II)sulfatlösung (c(CuSO 4) = 2 mol/L); verd. Natronlauge (c(NaOH) = 2
mol/L), 2 Tropfpipetten
Durchführung:
Ein Reagenzglas wird zu einem Drittel mit einer Eiklarlösung gefüllt, man gibt jeweils 1 mL der Kupfersulfatlösung
und der Natronlauge hinzu.
Eine kräftige Dunkelblau-/Violettfärbung ist ein Nachweis auf Eiweiß.
V4: Tyndall-Effekt
Materialien:
2 Bechergläser 250 mL, 1 Laserpointer, gesättigte Kochsalzlösung, Eiklarlösung aus V2
Durchführung:
Mit einem Laserpointer werden im ggf. leicht abgedunkelten Raum die Kochsalzlösung und die Eiklarlösung
durchstrahlt (Vorsicht: Mit dem Laserpointer niemals in die Augen strahlen!).
Beobachten Sie! Informieren Sie sich über den Tyndall-Effekt!
V5: Denaturieren von Eiweiß durch Hitze
Materialien für das :
1 Bratpfanne, etwas Margarine, 1 Ei, Salz
Durchführung des Heimexperiments:
Braten Sie ein Spiegelei. Worauf muss man achten? Wiederholen Sie den Versuch ggf. so lange, bis Sie mit dem
Resultat hundertprozentig zufrieden sind bzw. bis Ihnen die Eier zu den Ohren wieder herauskommen.
Materialien:
1 Reagenzglas, Eiklarlösung aus V2, Gasbrenner, Reagenzglashalter
Durchführung:
Erhitzen Sie einige mL der Eiklarlösung in einem Reagenzglas. Was beobachten Sie?
V6: Ausflocken von Eiweiß durch Säure oder Alkohol
Materialien:
2 Reagenzgläser, Eiklarlösung, Essigessenz, Wodka, Grappa oder Doppelkorn (alternativ: Brennspiritus)
Durchführung:
In einem Reagenzglas gibt man zu einigen mL Eiklarlösung solange Essigessenz, bis das Eiweiß ausflockt. Danach
untersucht man die Wirkung von hochprozentigen Alkoholika auf eine Eiklarlösung.
Die Struktur des Hämoglobins
Die Röntgenstrukturanalyse des Hämoglobins:
Max Perutz, John Bernal, Dorothy Crowfoot Hodgkin (1934-1959)
Röntgenstrahlen werden am Kristallgitter eines (hier Protein-) Kristalls gebeugt. Aus der Analyse der gebeugten Strahlen kann man ein dreidimensionales Bild der im Kristall vorkommenden
Moleküle oder Ionen erhalten.
Beschreibungsebene
Man beschreibt...
Quartärstruktur
die Anordnung der Untereinheiten eines Proteins
zueinander
steigende Tertiärstruktur
Auflösung
Sekundärstruktur
atomare
Primärstruktur
Auflösung
die Gestalt der Untereinheiten
z.B. knäuelfömig (globulär)
oder langgestreckt
die Gestalt der Ketten innerhalb der Untereinheiten
z.B.: Helix- (Schrauben-),
Faltblatt- (Stab- oder Platten-) oder Schleifen-Bereiche
Am Beispiel des Hämoglobins:
Die Helixstruktur
einer Peptidkette
H
N
R
C
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Welches Strukturelement kehrt immer wieder?
Markiere es in der rechten Formel!