Pijlerartikel · Biochemie

Eiwitten — bouwstenen, structuur en functie

Eiwitten zijn polymeren van aminozuren die vrijwel al het werk in een levende cel doen. Ze fungeren als enzymen, transporteurs, signaalmoleculen, antilichamen en bouwsteen van weefsels. Hun functie volgt uit hun driedimensionale vorm — en die uit de exacte volgorde van aminozuren.

Bouwstenen

Een eiwit is een lange keten van aminozuren, met elkaar verbonden door peptidebindingen. In levende cellen komen twintig verschillende aminozuren voor. Het kleinste eiwit telt enkele tientallen aminozuren; titine — een spiereiwit — meer dan 30 000. De volgorde wordt direct bepaald door een gen in het DNA.

Vier structuurniveaus

  • Primaire structuur — de lineaire volgorde van aminozuren in de keten.
  • Secundaire structuur — lokale plooien zoals de alfa-helix en bèta-sheet, gevormd door waterstofbruggen.
  • Tertiaire structuur — de volledige driedimensionale vouwing van één keten.
  • Quaternaire structuur — meerdere ketens die samen één functioneel eiwit vormen (zoals hemoglobine met vier subeenheden).

De vouwing is essentieel: een verkeerd gevouwen eiwit werkt niet en kan zelfs ziekteverwekkend zijn (denk aan prion-aandoeningen of Alzheimer).

Wat doen eiwitten?

Hoofdfuncties van eiwitten in cellen
TypeFunctieVoorbeeld
EnzymenVersnellen reactiesAmylase splitst zetmeel in suikers
TransportVervoeren stoffenHemoglobine draagt zuurstof in het bloed
StructuurBouwen weefselsCollageen in huid, pezen en bot
VerdedigingVechten ziekteverwekkersAntilichamen in het immuunsysteem
SignaleringBoodschappen tussen cellenInsuline regelt bloedsuiker
BewegingSpiercontractieActine en myosine in spieren

Hoe ontstaan eiwitten?

Eiwitsynthese verloopt in twee stappen. Eerst wordt een gen in het DNA getranscribeerd naar een mRNA-molecuul. Daarna wordt het mRNA in het ribosoom vertaald in een aminozuurketen. De volgorde van baseparen in het DNA bepaalt zo direct de aminozuurvolgorde — en daarmee de structuur en functie van het eiwit.

Denaturatie

Hitte, sterk zuur of base kan de vouwing van een eiwit verwoesten — denatureren. Het bekendste voorbeeld is een ei dat hard wordt: het transparante eiwit ovalbumine verandert door verhitting permanent van vorm. Voor de meeste enzymen is denaturatie funest: ze werken alleen in een nauw temperatuur- en pH-bereik.

Verwante begrippen

Verder lezen