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Proteine bestehen aus aneinander gereihten Aminosäuren, die wie Teile einer Kette miteinander verbunden sind. Das Verknüpfen von Aminosäuren zu einem Protein ist vergleichbar mit dem Bilden von Wörtern aus einzelnen Buchstaben mit dem Unterschied, dass Wörter sehr viel kürzer sind, während ein Protein im Durchschnitt etwa aus 1000 Aminosäuren besteht. Proteine können verschiedene Strukturen bilden. Sie kommen als Fäden, Knollen oder gefaltet vor (α-Helix, Faltblatt). Man spricht von primär, sekundär, tertiär und quartär Struktur.
- Die primäre Struktur ist die Reihenfolge der Aminosäuren. Die Anzahl der einzelnen Aminosäuren sowie ihre Sequenz können fast unbegrenzt variieren.
- Die sekundäre Struktur ist die räumliche Anordnung der Kette. Es gibt zwei Möglichkeiten; die Aufwicklung zur Helix oder zum Faltblatt.
- Die dreidimensionale Anordnung der Helix, resp. des Faltblattes wird als Tertiärstruktur bezeichnet.
- Mehrere, räumlich angeordnete Ketten können sich zu einer biologisch wirksamen Einheit, der Quartärstruktur zusammenlagern.
Die zahlreichen Möglichkeiten der Aminosäuren-Abfolge und der räumlichen Anordnung sind Grundlage für die Vielfalt der lebendigen Systeme. Die Art, Anzahl und Reihenfolge der Aminosäuren in einem Protein bestimmen dessen spezifische Merkmale sowie seine Funktion.
Gemäss schweizerischer Lebensmittelpyramide soll die Aufnahme nur 10-15% der Gesamtenergieaufnahme ausmachen. Im Vergleich zu den Fetten und Kohlenhydraten sind Proteine nicht in erster Linie Energiequellen. Die Hauptaufgabe der Proteine besteht im Aufbau und der Erneuerung körpereigener Proteine. Neben Strukturkomponenten der Zelle gehören Antikörper, einige Hormone und Enzyme zu den Proteinen. Proteine sind unersetzbare, lebensnotwendige Nahrungsbestandteile, da sie den Organismus mit essenziellen Aminosäuren versorgen und als einzige Stickstoffquelle dienen.
Proteine werden oft aufgrund ihrer biologischen Wertigkeit beurteilt. Diese gibt an, wie viel körpereigenes Protein aus 100 g Nahrungsprotein gebildet werden kann. Je höher Menge und Anzahl essenzieller Aminosäuren im Protein, desto höher ist die biologische Wertigkeit.