Biologie Leistungskurs – Wiederholung Enzymatik Bi21/Kel 1

Biologie Leistungskurs – Wiederholung Enzymatik
Bi21/Kel
1. Eigenschaften von Enzymen
Enzyme sind durch zwei wichtige Eigenschaften gekennzeichnet,
zum einen die katalytische Aktivität und zum anderen die hohe Spezifität,
wobei man hier zwischen der Substrat- und Wirkungsspezifität unterscheidet.
1.1 Katalytische Aktivität
Ein Enzym beschleunigt eine biochemische Reaktion
millionen- bis milliardenfach!
1.2 Wirkungsspezifität
Für das Substrat Glucose (Traubenzucker) existieren mehrere
verschiedene Enzyme. Alle sind substratspezifisch für Glucose, jedoch
katalysiert jedes Enzym eine bestimmte Reaktion der Glucose. Somit ist
jedes „Glucose-Enzym“ wirkungsspezifisch.
1.3 Substratspezifität
Aufgrund der hohen Substratspezifität kann ein Enzym nur ein
bestimmtes Substrat oder eine Klasse sehr ähnlicher Substrate
verarbeiten.
2. Aufbau von Enzymen
Primärstruktur: Reihenfolge der Aminosäuren
Die Primärstruktur bestimmt die Sekundär und Tertiärstruktur vorher!
Sekundärstruktur: alpha-Helix, beta-Faltblatt oder ungeordnet.
Tertiärstruktur: tatsächliche räumliche Struktur des Proteins.
Aktives Zentrum: Alle Enzyme besitzen ein aktives Zentrum für die
Bindung des Substrats. Das aktive Zentrum kann
hochspezifisch für nur ein Substrat sein
(Schlüssel-Schloß-Prinzip), bei manchen Enzymen
können auch verschiedene, einander jedoch ähnliche
Substrate verarbeitet werden.
3. Enzymregulation
Reversible Hemmungen:
Kompetitive Hemmung: Enzyme interagieren mit dem Substrat nach
dem Schlüssel-Schloss-Prinzip, nun gibt es aber Stoffe die ähnlich
aufgebaut sind wie das jeweilige Substrat und daher in das aktive
Zentrum des Enzyms eingelagert werden, jedoch von dem Enzym
nicht umgesetzt werden können. Nach kurzer Zeit löst sich der
substratähnliche Stoff von dem Enzym. Das Enzym wird also
reversibel (kompetitiv) gehemmt.
Allosterische Hemmung: Die allosterische Hemmung ist meist eine
Endprodukt Hemmung. Die allosterischen Hemmstoffe lagern sich
nicht, wie etwa bei der kompetitiven Hemmung, an das aktive
Zentrum an, sondern an einer anderen Stellen des Enzyms.
Dadurch verändert sich die Konformation des Enzyms, sodass dem
Substrat eine Bindung an das Enzym erschwert, bzw. unmöglich
gemacht wird. Ein Enzym, welches die erste Reaktion einer
Reaktionskette katalysiert, wird oft durch die am Ende gebildete
Substanz gehemmt (Endprodukthemmung)
Irreversible Hemmungen:
Hemmungen durch Schwermetalle: Schwermetallionen
(Blei,Cadmium, Quecksilber etc.) lagern sich gern in das aktive
Zentrum eines Enzyms ein und blockieren dasselbe so, dass die
Umsatzrate auf Null sinkt. Die Ionen gehen mit dem aktiven
Zentrum eine feste Bindung ein, daher bezeichnet man diese
Hemmung als irreversible Hemmung, dass Enzym wird für immer
ausgeschaltet!