Denaturierung bei Muscicapidae

Wissenschaft Biologie
#1

Guten Morgen,

ich habe mich letztens was aus Interesse gefragt, worauf ich irgendwie keine Antwort finde. Auch nicht nach Konsultierung von googlescholar, oder ich habe zu schlecht gesucht…

Warum denaturieren die Proteine bei Vögeln (um das einzugrenzen die der Familie der Fliegenschnäpper od auch „flycatchers“ bzw Muscicapidae)nicht bei deren recht hohen Körpertemperatur?
Besonders gegen Mittag, beträgt die durchschnittliche Körpertemperatur um die 43°C bei einigen Arten…

Beim Menschen denaturieren die Proteine bei 42°C teilweise irreversibel, weil die zugeführte Energie (in diesem Bsp die Wärmeenergie)ja die einzelnen Aminosäuren bzw ganze Proteinmoleküle in Schwingung versetzt und „leichte“ chemische Bindungen, wie van-der-Waals-Kräfte, oder einfache Wasserstoffbrückenbindungen, ionische Bindungen (und was es sonst noch gibt) gelöst werden.

Wie ist das bei der Physiologie von Singvögeln bzw hier den Fliegenschnäppern? Gibt es insgesamt bei den Aves, so ne Art biochemischen Schutzmechanismus? In Form irgendwelcher anders gearteten Bindungen oder so?

Ich freue mich dieses „persönliche Mysterium“ aufgeklärt zu bekommen - haben Sie vielen Dank.

MfG

Astralabius1

#2

Hallo,

Warum denaturieren die Proteine bei Vögeln (um das
einzugrenzen die der Familie der Fliegenschnäpper od auch
„flycatchers“ bzw Muscicapidae)nicht bei deren recht hohen
Körpertemperatur?
Besonders gegen Mittag, beträgt die durchschnittliche
Körpertemperatur um die 43°C bei einigen Arten…

als Student kannst du dir z.B.: den Penzlin „Lehrbuch der Tierphysiologie“ aus der Bibliothek besorgen.
In der 6. Auflage werden die von dir angesprochenen Körpertemperaturen von Säugetieren und Vögeln auf Seite 368 behandelt.
Als höchste Körpertemperatur fand ich 44 °C bei der Thomson-Gazelle angegeben, wenn sie mit einer Geschwindigkeit von 40 km/h läuft.
Die Temperatur im Gehirn wird durch einen besonderen Mechanismus dabei auf 41 °C gehalten.
An der Stelle ist von einer Denaturierung von Proteinen während dieser Stoffwechselvorgänge und Temperaturen keine Rede.

Ich freue mich dieses „persönliche Mysterium“ aufgeklärt zu

Deine Freude wird leider etwas getrübt, denn für den Autor Penzlin stellt das anscheinend kein „persönliches Mysterium“ dar und er klärt deshalb deines nicht auf.

Gruß

watergolf

#3

Warum denaturieren die Proteine bei Vögeln (um das
einzugrenzen die der Familie der Fliegenschnäpper od auch
„flycatchers“ bzw Muscicapidae)nicht bei deren recht hohen
Körpertemperatur?
Besonders gegen Mittag, beträgt die durchschnittliche
Körpertemperatur um die 43°C bei einigen Arten…

Du könntes auch unter den Begriffen Hitzeschockproteine und Chaperone gucken.
Diese spielen besonders eine Rolle, sobald Proteine in Extremsituationen geraten (wie übermäßiger Temperatur).

Folgende Seite könnte auch hilfreich sein: Link

Siehe besonders:
„Extrem Thermophile haben i. d. R. ein Temperaturoptimum von 70 – 90 °C, einige Wenige (z. B. Pyrodictum) können jedoch selbst Temperaturen von bis zu 115 °C aushalten, ohne Sporen bilden zu müssen. Diese Mikroorganismen gehören zu den Archaebakterien.“

und

„Jedes Stoffwechselenzym hat sein eigenes Temperaturoptimum.“

Da es sich in deinem Beispiel wohl um keine Extremsituation handelt, sondern eher um eine arttypische Situation, schätze ich, dass die Proteine der Fliegenschnäpper einfach für Temperaturen dieser Gößenordnungen „ausgelegt“ sind.

Gruß

#4

Jedes Protein ist auf die Körperstruktur des jeweiligen Säugetiers abgestimmt. Thermische Stabilität von Proteinen ist durch die Aminosäure Sequenz gegeben. Dabei spielen die Anzahl der Wasserstoffbrücken eine Rolle, dazu postribosomale Quervernetzungen z.B. über Aldole durch Hydroxylysin und Disulfidbrücken über Cystein. Hoch vernetzte Proteine sind Haare und Keratin, die thermisch praktisch nicht denaturierbar sind. Sie eignen sich zwar als Strukturproteine aber nicht für enzymatische Stoffwechselprozesse. Enzymstrukturen sollten möglichst nicht starr sein. Dennoch gibt es thermophile Bakterien, deren Stoffwechsel noch bei 90 Grad Celsius funktioniert.
Udo Becker

#5

Hallo Astralabius1: Die Lösung des „Mysteriums“ liegt in der Zahl der H-Brücken und Van der Waals-Wechselwirkungen. Bei Kohlenwasserstoffen kann die Anzahl der V.d.W.-Wechselwirkungen so gross sein, dass das Molekül sich zersetzt bevor es schmilzt. Die bei der Polymerase chain reaction (PCR) eingesetzten Enzyme sind thermisch sehr stabil. Thermus aquaticus (Taq polymerase) lebt bei 70°C in Geysiren. Die Taq polymerase hat ein Temperatur-Optimum von 70°C und ist aufgrund eines mutierten Kälteschockproteins ausserordentlich hitzebeständig. Die ebenfalls bei PCR verwendete Pfu-Polymerase ex Pyrococcus furiosus hat nach 1 Std. bei 95°C noch 94-99% seiner Polymerase-Aktivität. Die Denaturierung von Guanin-Cytosin (3 H-Brücken!) reicher DNA bei der PCR erfolgt bei 98°C. Damit solltest Du genügend Beispiele haben, um dein „Mysterium“ sachlich eingrenzen zu können. Gruss. Paul

Guten Morgen,
Warum denaturieren die Proteine bei Vögeln (um das
einzugrenzen die der Familie der Fliegenschnäpper od auch
„flycatchers“ bzw Muscicapidae)nicht bei deren recht hohen
Körpertemperatur?
Besonders gegen Mittag, beträgt die durchschnittliche
Körpertemperatur um die 43°C bei einigen Arten…
Beim Menschen denaturieren die Proteine bei 42°C teilweise
irreversibel, weil die zugeführte Energie (in diesem Bsp die
Wärmeenergie)ja die einzelnen Aminosäuren bzw ganze
Proteinmoleküle in Schwingung versetzt und „leichte“ chemische
Bindungen, wie van-der-Waals-Kräfte, oder einfache
Wasserstoffbrückenbindungen, ionische Bindungen (und was es
sonst noch gibt) gelöst werden.
Wie ist das bei der Physiologie von Singvögeln bzw hier den
Fliegenschnäppern? Gibt es insgesamt bei den Aves, so ne Art
biochemischen Schutzmechanismus? In Form irgendwelcher anders
gearteten Bindungen oder so?
Ich freue mich dieses „persönliche Mysterium“ aufgeklärt zu
bekommen - haben Sie vielen Dank.
MfG
Astralabius1

#6

Vielen Dank.
Hallo,

ich danke für die vielen Denkanstöße und Möglichkeiten der Aufklärung. Ich werd weiter recherchieren und Fachbücher wälzen.

Achso, auch vielen Dank, an die nützlichen Links.

Beste Grüße,

Astralabius1