Aufgabe 2: (Aminosäuren) - staff.uni

Aufgabe 2: (Aminosäuren)
Aufgabenstellung
Die 20 Aminosäuren (voller Name, 1- und 3-Buchstaben-Code) sollen identifiziert und
mit RasMol grafisch dargestellt werden. Dann sollen die AS sinnvoll nach ihren
Eigenschaften gruppiert werden und weiterhin folgende Fragen bearbeitet werden:
- Welche ist die größte/kleinste Aminosäure?
- Welche sind die geladenen AS, welches die unpolaren?
- Weitere Eigenschaften nach denen man eine Klassifizierung durchführen kann?
- Es sind alles L-Aminosäuren, alle bis auf eine – welche ist das und warum?
Ergebnisse
Datei
Aminosäure
Dreibuchstabencode
Einbuchstabencode
1.
Cystein
Cys
C
2.
Aspartat
Asp
D
3.
Arginin
Arg
R
Bild
Datei
Aminosäure
Dreibuchstabencode Einbuchstabencode
4.
Lysin
Lys
K
5.
Glycin
Gly
G
6.
Glutamin
Gln
7.
Asparagin
Asn
8.
Phenylalanin
Phe
9.
Prolin
Pro
Q
N
F
P
Bild
Datei
Aminosäure
Dreibuchstabencode Einbuchstabencode
10.
Tyrosin
Tyr
Y
11.
Serin
Ser
S
12.
Glutamat
Glu
E
13.
Isoleucin
Ile
I
14.
Tryptophan
Trp
W
15.
Methionin
Met
M
Bild
Datei
Aminosäure
Dreibuchstabencode Einbuchstabencode
16.
Leucin
Leu
L
17.
Alanin
Ala
A
18.
Histidin
His
H
19
Threonin
Thr
20.
Valin
Val
Bild
T
V
Tabelle 2.1: Zuordnung der Aminosäuren
Rot = geladene Aminosäuren, Blau = unpolare, Grün = polare, Abbildung der AS in cpk
Farben
Diskussion
Die pdb-Dateien wurden anhand der Seitenketten den 20 proteinogenen
Aminosäuren zugeordnet. Dabei wurden die Moleküle in cpk-Farben angefärbt,
sodass die verschiedenen Atome leicht zu unterscheiden waren.
Neben der Identifizierung der 20 Aminosäuren wurde auch weiteren Fragestellungen
nachgegangen, so wurde z.B. auch die Größe der verschiedenen Seitenketten
berücksichtigt. Dabei ist uns aufgefallen, dass Tryptophan die größte und Glycin die
kleinste Aminosäure darstellt. Außerdem wurde herausgearbeitet, dass es sich bei
allen vorgegebenen Aminosäuren um L-Aminosäuren handelt. Eine Ausnahme stellt
Glycin dar, da es kein chirales Cα-Atom besitzt: Glycin hat ein H-Atom als Rest und
somit 2 gleiche Reste am Cα-Atom. Ein chirales C-Atom benötigt jedoch vier
verschiedene Reste.
In der obigen Tabelle wurden die Aminosäuren schon nach folgenden Eigenschaften
eingeteilt: unpolar, polar, geladen.
Dies ist eine gängige Einteilung, die man in vielen Biochemie-Büchern wieder findet.
Die Aminosäuren könnten jedoch auch nach weiteren Eigenschaften klassifiziert
werden, wie z.B.:
• aromatisch / nicht aromatisch
zu den aromatischen Aminosäuren gehörten Phenylalanin, Tyrosin und Tryptophan.
Aromatische Aminosäuren absorbieren Licht im UV-Bereich und finden deshalb
häufig bei der Konzentrationsbestimmung von Proteinen Verwendung.
• aliphatisch / nicht aliphatisch
zu den aliphatischen Aminosäuren gehören Alanin, Leucin, Isoleucin und Valin.
• mit Heteroatom /ohne Heteroatom
zu den Aminosäuren, die ein Heteroatom besitzen gehören Methionin, Cystein,
Tryptophan, Asparagin, Glutamin, Arginin, Lysin und Histidin.
• Schwefelhaltig / nicht schwefelhaltig.
bei den schwefelhaltigen Amisäuren handelt es sich entweder um Methionin oder
Cystein. Methionin ist relativ unreaktiv, während Cystein mit seiner endständigen
–SH-Gruppe sehr reaktiv ist.
• sauer / basisch
Saure Aminosäuren sind Glutamat oder Aspartat, während Arginin, Lysin und Histidin
basische Aminosäuren darstellen.
• hydrophob /hydrophil
• mit Ringsystem / ohne Ringsystem
Diese weiteren Klassifizierungen sind größtenteils in der folgenden Abbildung
graphisch dargestellt:
Abb. 2.1: Klassifizierung der 20 Aminosäuren
Welche Klassifizierung am geeignetsten ist, lässt sich nicht pauschal bestimmen.
Hierbei muss auch immer die gegenwärtige Fragestellung berücksichtigt werden. So
ist es möglich, dass es bei einer Fragestellung sinnvoll erscheint, die Aminosäuren
nach ihrer Hydrophobizität bzw. Polarität einzuteilen während bei einer anderen
Fragestellung die Einteilung nach aromatischen bzw. nicht-aromatischen
Aminosäuren am aussagekräftigsten ist.