Chemie

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Zuletzt aktualisiert: 21. Juni 2021

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Name: Lucas Röder, 2021-06

Die Elektrophorese

Die Elektrophorese beschreibt ein Verfahren zur Auftrennung eines Gemisches aus Aminosäuren. Dabei wird von dem Prinzip ausgegangen, dass Ionen im elektrischen Feld jeweils zum entgegengesetzten Pol der eigenen Ladung wandern (Plus wandert zu Minus und umgekehrt). Dabei bewegen sie die Ionen außerdem mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, welche abhängig von dem Betrag ihrer Ladung und dem Radius des Ions sind.

Um die Ionen isolieren zu können wird keine wässrige Lösung, sondern zum Beispiel ein Medium (Trägermaterial) aus Gel bzw. Papier verwendet. Die Ionenwanderung findet folglich in einem engmaschigem, dreidimensionalem und viskosem System statt. Das Trägermaterial enthält eine sogenannte Pufferlösung mit neutralem pH-Wert. An das System wird eine Gleichspannung angelegt und wenn anschließend die Aminosäuren zugegeben werden, trennen sich diese aufgrund ihrer spezifischen Isoelektrischen-Punkte auf (Ionen einer AS sammeln sich am Isoelektrischen-Punkt).
Der Isoelektrische-Punkt beschreibt einen pH-Wert, bei dem die Aminosäure als Zwitterion und ausgeglcihenen Ladungsbilanz steht. Betrachtet man eine AS isoliert, würde sich diese in der Mitte des elektrischen Feldes befinden, wenn der pH-Wert der Lösung dem spezifischen Isoelektrischen-Punkt der AS entspricht und die AS somit als Zwitterion vorliegt (Ladungsbilanz gleich null). Ist dies nicht der Fall, so wandert die AS zu einem Pol. Liegt bei einer AS der Isoelektrische Punkt niedriger als der pH-Wert der Lösung so bilden sich Anionen bzw.  die negativ geladene COO^- Gruppe aus und das Ion wandert zum Pluspol. Liegt bei einer AS der Isoelektrische Punkt höher als der pH-Wert der Lösung so bilden sich Kationen bzw. die positiv geladene NH_3⁺Gruppe aus und sie wandert zum Minuspol.

Aminosäuren bei der Ernährung/Verdauung/Stoffwechsel

Obwohl Aminosäuren einen großen Stellwert bei der Proteinbiosynthese (Enzyme) und folglich bei unserer Stoffwechselfunktion haben, können sie auch gefährlich für uns Menschen werden. Dies zeigt unter anderem das Beispiel Phenylalanin. Diese AS ist aufgrund ihres Restes R aromatisch. wenn im menschlichen Körper das Enzym zum Abbau dieser Aminosäure fehlt, häuft sich Phenylalanin vermehrt in der Blutbahn an und dies kann wiederum zu schweren geistigen Behinderungen führen, die nicht behandelbar sind. Phenylalaninquellen sind oft in Energydrinks und Kaugummis enthalten, in der Inhaltsangabe werden diese bei übermäßigem konsum als abführmittel angegeben.

Glutamate (Salze der Glutaminsäure) hingegen zeigen zum einen eine positive Beeinflussung unserer Lern und Gedächtnisleistung, da sie im Nervensystem als Nerventransmitter fungieren, zum anderen können sie unseren Stoffwechsel und die eigene Wahrnehmung dessen negativ beeinflussen:                                               

Anfang des 20.Jahrhunderts fand der japanische Forscher Kikunae Ikeda heraus, dass Natriumglutamat einen anderen Geschmack als süß, sauer, bitter und salzig aufweist. Er beschrieb diesen als "umami" (wohlschmeckend). Diese Geschmackseigenschaft führte zur vermehrten Verwendung in der chemischen Lebensmittelproduktion, da Natriumglutamat nun als Geschmacksverstärker in Fertigprodukten eingebaut wurde. Die Folge daraus ist, dass bei übermäßigem Konsum dieser Fertigprodukte, das menschliche Geschmacksempfinden negativ beeinflusst bzw. so manipuliert wird, dass der Mensch auch davon abhängig werden kann und eine Gefährdung für die Gesundheit entsteht (z.B durch Adipositas, Gefäßverkalkungen, etc.).