E + S [ES] E + P Enzyme
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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
