Jede Zelle baut ihre Proteine selbst

Warum der Eiweißbestand des Körpers nie fertig wird

Ein erwachsener Mensch von siebzig Kilogramm besteht zu etwa zehn bis zwölf Kilogramm aus Eiweiß. Diese Masse steht nicht still. Schätzungen aus Markierungsversuchen mit stabilen Isotopen kommen auf zweihundertfünfzig bis dreihundert Gramm Eiweiß, die täglich zerlegt und in derselben Größenordnung neu zusammengesetzt werden. Auf dem Teller liegt davon nur ein Bruchteil: Der Referenzwert für die Zufuhr bewegt sich bei etwa sechzig Gramm am Tag.

Die Differenz stammt aus dem Recycling. Alte, beschädigte oder nicht mehr benötigte Proteine werden in ihre Bausteine zerlegt, und diese Bausteine stehen für den Neubau wieder zur Verfügung. Der Körper führt also kein Lager, sondern einen Kreislauf, in den täglich etwas Neues eingespeist und aus dem täglich etwas ausgeschieden wird.

Diese Dauerbaustelle ist der Grund, weshalb die Zusammensetzung der Nahrung überhaupt eine Rolle spielt. Wer wissen will, wo Zink und Magnesium in diesem Kreislauf auftauchen, muss nicht bei einem einzelnen Organ ansetzen, sondern bei den Enzymen, die in jeder Zelle dieselbe Arbeit verrichten. Genau dort setzen die drei Einträge an, die weiter oben zitiert sind.

Woran die Bewertung dieser Sätze festgemacht wurde

Hinter jedem Eintrag in der Unionsliste steht ein Gutachten, und in diesen Gutachten wird nicht mit Erfahrungswerten argumentiert, sondern mit Enzymen, Messreihen und Zufuhrversuchen. Die folgenden drei Abschnitte benennen jeweils den Vorgang, um den es dabei ging.

Vier energiereiche Bindungen für eine einzige Aminosäure

Bevor eine Aminosäure in eine wachsende Kette eingebaut werden kann, muss sie an ihr Transportmolekül gekoppelt werden. Dieser Kopplungsschritt verbraucht ein Nukleotid und spaltet dabei zwei energiereiche Bindungen. Zwei weitere kommen im Zyklus der Kettenverlängerung hinzu: eine beim Heranführen des beladenen Transportmoleküls, eine beim Weiterrücken um drei Basen. Macht vier pro eingebautem Baustein — bei einem Protein aus dreihundert Aminosäuren also weit über tausend.

Keines dieser Nukleotide wird von den beteiligten Enzymen in freier Form angenommen. Sie greifen den Komplex aus Nukleotid und Magnesiumion, und die Ladungsverteilung dieses Komplexes ist es, die in die Bindetasche passt. Zusammen mit der Bindung an Ribonukleinsäuren erklärt das, warum von den rund siebzehn Millimol Magnesium pro Liter Zellwasser nur ein kleiner Anteil ungebunden vorliegt.

„Magnesium trägt zu einer normalen Proteinsynthese bei“

Gemäß Verordnung (EU) Nr. 432/2012

Etwa jedes zehnte menschliche Protein bindet ein Zinkatom

Zink kommt in der Zelle kaum als frei bewegliches Ion vor; es sitzt in Proteinen, und zwar nicht als Zierde, sondern als Bauteil. Auswertungen des menschlichen Proteinbestands schätzen den Anteil zinkbindender Eiweiße auf ungefähr ein Zehntel. Mehr als dreihundert Enzyme zählen dazu.

Für die Herstellung von Proteinen sind zwei Gruppen von Bedeutung. Zum einen die Enzyme, die Genabschnitte in eine Arbeitskopie umschreiben: Alle drei Ausführungen dieser Enzyme tragen Zinkatome in ihrem Aufbau. Zum anderen jene Proteine, die vor der Abschrift bestimmen, welcher Abschnitt überhaupt gelesen wird — ihr häufigstes Baumuster hält seine Form nur, solange ein Zinkatom in der Mitte sitzt, und trägt deshalb den Namen des Metalls.

„Zink trägt zu einer normalen Proteinsynthese bei“

Gemäß Verordnung (EU) Nr. 432/2012

Die Darmkrypte erneuert sich schneller als jedes andere Gewebe

In den Vertiefungen der Dünndarmschleimhaut sitzen Zellen, die sich im Abstand von etwa einem Tag teilen. Ihre Nachkommen wandern zur Zottenspitze, arbeiten dort drei bis fünf Tage und werden dann abgestoßen. Jede dieser Teilungen setzt voraus, dass zuvor der komplette Satz Erbmaterial kopiert wurde — ein Kopiervorgang, der Millionen einzelner Bausteine aneinanderfügt und dabei auf Enzyme mit Zink im Aufbau angewiesen ist.

Dieselbe Beobachtung gilt für die Oberhaut und für die Zellen der körpereigenen Abwehr. Sie erklärt, weshalb in Zufuhrversuchen Veränderungen zuerst an schnell erneuernden Geweben auffallen, lange bevor sich an langsam umgesetzten Strukturen wie Sehnen oder Knochen etwas messen lässt.

„Zink trägt zu einer normalen DNA-Synthese bei“

Gemäß Verordnung (EU) Nr. 432/2012