E + S [ES] E + P Enzyme

Enzyme
Bildung eines reversiblen Enzym-Substrat-Komplexes (ES)
ist Voraussetzung für die Umsetzung des
Substrates (S)
in ein
Produkt (P)
E+S
[ES]
E + P
Enzymkinetik
Michaelis-Menten-Kinetik
vmax [S]
v = KM + [S]
vmax = [ES] max
Enzymkinetik
Messung des zeitlichen Ablaufs biochemischer Reaktionen
[P]
v = d[P]
dt
v = – d[S]
dt
t
Enzymkinetik
Messung des zeitlichen Ablaufs biochemischer Reaktionen
[P]
v=
d[P]
dt
t
[E] = const.
[S] wird schrittweise erhöht
Enzymkinetik
Michaelis-Menten-Auftragung
[E] = const.
v ~ [ES]
v max = [ES]max
E+S
[ES]
E + P
Enzymkinetik
Michaelis-Menten-Auftragung
[E] = const.
v ~ [ES]
v max = [ES]max
E+S
[ES]
E + P
Enzymkinetik
Michaelis-Menten-Auftragung
Enzymkinetik
Michaelis-Menten-Auftragung
mehr Enzym
vmax [S]
v = KM + [S]
0,5vmax =
vmax [S]
KM + [S]
0,5vmax (KM + [S]) = vmax [S]
0,5vmax KM + 0,5vmax [S] = vmax [S]
0,5vmax KM = vmax [S] - 0,5vmax [S]
0,5vmax KM = 0,5vmax [S]
KM = [S]
Enzymkinetik
Michaelis-Menten-Auftragung
Enzymkinetik
Michaelis-Menten-Konstante
KM
•  experimentell bestimmbar als diejenige Substratkonzentration
[S], bei der die Reaktionsgeschwindigkeit halbmaximal ist
•  charakteristische Größe eines Enzym/Substrat-Paares
•  unabhängig von [E] und [S] in der Reaktion
•  hat die Einheit mol/l (M)
•  je höher die Bindungsaffinität des Enzyms zum Substrat ist,
desto kleiner ist die KM !
10-9 M
10-6 M
Um 90% Maximalgeschwindigkeit einer enzymatischen Reaktion zu
erreichen, muß die Substratkonzentration betragen:!
A. 
B. 
C. 
D. 
E. 
gleich KM
5 KM
4,5 KM
9 KM
90 KM
A
B
C
D
E
X
vmax [S]
v = KM + [S]
0,9vmax =
vmax [S]
KM + [S]
0,9vmax (KM + [S]) = vmax [S]
0,9vmax KM + 0,9vmax [S] = vmax [S]
0,9vmax KM = vmax [S] – 0,9vmax [S]
0,9vmax KM = [S]
0,9vmax
0,1vmax
KM = 0,1vmax [S] 9 KM =
[S]
v
Vmax!
90% Vmax!
80% Vmax!
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
KM
[S]
Examensfrage !
Was ist ein KM-Wert?!
A. 
B. 
C. 
D. 
Eine nummerische Konstante für die Umrechnung von Grad Celsius
in Kelvin.
Eine charakteristische Kenngröße für die Affinität eines Enzyms zu
einem Substrat.
Die Michaelis-Menten-Konstante..
Die Substratkonzentration, bei der vmax am größten ist.
A
B
C
B, C
B, D
X
Enzyme
Enzyme arbeiten bei einem Temperaturoptimum
Aber!!!
Enzymatische Reaktionen werden bei 25°C gemessen
Enzyme
Enzyme arbeiten bei einem pH-Optimum
Enzymatische Reaktionen werden am pH-Optimum gemessen
Isoenzyme
•  katalysieren dieselbe Reaktion
•  unterscheiden sich durch Aminosäuresequenzen
•  können verschiedene Affinitäten (KM) zum Substrat haben
•  können innerhalb derselben Zelle auftreten
•  Isoenzym-Muster können sich im Laufe der Entwicklung
einer Zelle verändern
Hemmung einer enzymatischen Reaktion
Enzymhemmung
Kompetitive Hemmung
Nichtkompetitive Hemmung
Allosterische Enzymregulation
Kompetitive Hemmung eines Enzyms
Michaelis-Menten-Auftragung
Lineweaver-Burk-Auftragung
  scheinbare Änderung der KM
  gleiche vmax
Nichtkompetitive Hemmung eines Enzyms
Michaelis-Menten-Auftragung
Lineweaver-Burk-Auftragung
  gleiche KM
  geringere vmax
Produkthemmung
E1
S
E2
P1
E3
P2
E4
P3
P4
Allosterische Enzymregulation
Sequenzmodell
E
S
ES
E
P