Frage von estellers, 36

Wie verändert sich ein Haar im inneren bei einer Dauerwelle auf Ebene der Proteine?

Hallo,

ich versuche gerade meine Hausaufgaben zu bearbeiten, bin jedoch bei dieser Aufgabe am verzweifeln.... Wäre schön wenn mir jemand helfen könnte :)

Expertenantwort
von DieChemikerin, Community-Experte für Chemie, 15

Hallo!

GENAU DAS Thema hatte ich gestern im Chemie LK! :D

Ich versuch mal, dir das Prinzip einer Dauerwelle zu erklären. Kurz gesagt werden dabei die Disulfidbrücken der Tertiärstruktur durch ein Reduktionsmittel (Ammoniumthioglykolat) aufgebrochen. Dann in die richtige Position verschoben und durch ein Oxidationsmittel (Wasserstoffperoxid) wieder geschlossen. So, was passiert da chemisch gesehen genau?

Wir nehmen mal die Tertiätstruktur wie folgt:

Cys - S - S - Cys

An den Schwefelatomen hängen Kohlenstoffatome. Die Elektronegativitätsdifferenz zwischen Kohlenstoff und Schwefel beträgt Null. Hier ist also die Oxidationszahl der Schwefelatome einfach Null.

Nun schauen wir uns Ammoniumthioglykolat an:

HS - CH2 - COO(-)NH4(+)

Hier hat das Schwefelatom durch die Sulfhydrylgruppe eine Oxidationszahl von -I, da Wasserstoff ja +I als Oxidationszahl hat (außer bei Metallhydriden).

Nun brauchen wir zwei Moleküle Ammoniumthioglykolat. Nun werden die Disulfidbrücken aufgebrochen: Die Wasserstoffatome binden an die Schwefelatome der Disulfidbrücke und zwischen den Ammoniumthioglykolat-Molekülen bildet sich nun eine Disulfid-Brücke:

Cys - S - S - Cys + 2 HS - CH2 - COO(-)NH4(+)

-> 2 Cys - SH + NH4(+)COO(-) - CH2 - S - S - CH2 - COO(-)NH4(+)

Nun hat eine Redoxreaktion stattgefunden. Das heißt, es gab eine Elektronenübertragungsreaktion. Faktisch wurde zwar ein Wasserstoffatom übertragen, weshalb man von einer Protolysereaktion ausgehen könnte, aber es ändern sich die Oxidationszahlen! Nämlich haben die Schwefelatome des Cysteins nun -I als Oxidationszahl, die Schwefelatome der neu gebildeten Disulfidbrücke 0.

Nun werden die Haare gewellt, also die geöffneten Disulfidbrücken werden an eine neue Stelle geschoben. Das wellt die Haare; Um die Wellen zu erhalten, werden die Disulfidbrücken wieder geschlossen. Dazu benötigt man Wasserstoffperoxid als Oxidationsmittel:

2 Cys - SH + H2O2 -> Cys - S - S - Cys + 2 H2O

Im Wasserstoffperoxid hat Sauerstoff die Oxidationszahl -I; Die Schwefelatome haben ebenfalls -I als Oxidationszahl. Durch die Redoxreaktion hat Sauerstoff im Wasser die Oxidationszahl -II (wurde somit reduziert) und die Schwefelatome besitzen wie anfangs die Oxidationszahl Null (wurden also oxidiert).

Ich hoffe, dass meine Antwort dir etwas weiterhelfen konnte. Bei Fragen melde dich!

LG

Kommentar von estellers ,

Vielen, vielen Dank :)

Kommentar von DieChemikerin ,

Sehr sehr gern geschehen!

Kommentar von Spextori ,

Nun werden die Haare gewellt, also die geöffneten Disulfidbrücken werden an eine neue Stelle geschoben. Das wellt die Haare [...]

Das ist bisschen schwammig erklärt. Durch das Ammonuimthioglykat wird ja bereits erwähnt die Disulfidbrücken aufgebrochen, was dazu führt, dass die ursprüngliche Faltungsform verändert wird. Wichtig dabei ist, dass es keinen Einfluss auf die Primärstruktur (also die Amnisäuresequenz) hat. Dieser Vorgang der nativen Konfiguration der Polypeptidkette wird auch als Denaturierung bezeichnet.

Um die Wellen zu erhalten, werden die Disulfidbrücken wieder geschlossen. Dazu benötigt man Wasserstoffperoxid als Oxidationsmittel [...]

Durch das Wasserstoffperoxid kann die Denaturierung wieder reversibel gemacht werden, was auch als Renaturierung bezeichnet wird.

Kommentar von DieChemikerin ,

Tut mir leid, dass wir das nicht so ausführlich hatten...wobei du natürlich Recht hast.

Antwort
von unddannkamessah, 18

Soweit ich weiß werden die Schwefel Brückenverbindungen aufgespaltet oder neugebildet, je nach Prozedur. Ist schon eine Weile her, dass ich mich damit beschäftigt habe...

Kommentar von DieChemikerin ,

Ist richtig ;-)

Nur wie, das ist wichtig. :-)

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