Enzyme - caucau.ch
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Enzyme Vorssa 09/10 CK Enzyme Enzyme sind im Körper unentbehrlich. Ohne sie könnten Stoffe nicht innerhalb eines sinnvollen Zeitraums zerlegt werden, neue Stoffe könnten nur extrem langsam aufgebaut werden. In unseren Zellen finden etwa 3000 verschiedene Enzymreaktionen statt. Zu langsame Reaktionen können auf zwei Arten beschleunigt werden: durch Erhitzen oder durch die Zugabe eines Katalysators (Beschleunigerstoffes). Die Temperatur kann im Körper natürlich nicht beliebig erhöht werden, weil dabei viele andere Stoffe, z.B. körpereigene Eiweisse zugrunde gehen würden. Daher wird ein Katalysator eingesetzt: Enzyme sind sogenannte Bio‐Katalysatoren. Es gibt zwei Arten von Enzymen: Die spaltenden Enzyme beschleunigen Reaktionen, die Stoffe zerlegen. Beispiele sind die Verdauungsenzyme, die grosse Nahrungsteilchen in kleinere Moleküle spalten, so dass unser Körper sie aufnehmen kann. Die verbindenden Enzyme helfen, kleinere Moleküle zu grösseren zusammenzusetzen. Die Arbeitsweise eines Enzyms Die Substanz, die vom Enzym verändert wird, heisst Substrat. Die Reaktion findet an einer bestimmten Stelle des Enzyms statt, dem aktiven Zentrum. Das Substrat passt zum aktiven Zentrum wie ein Schlüssel zum Schloss. Es kommt zu einer Verbindung (Enzym‐Substrat‐Komplex), das Enzym wirkt, und die Produkte trennen sich vom Enzym. Enzyme wirken substratspezifisch: Enzyme wirken ganz allgemein nur auf einen bestimmten Stoff oder eine bestimmte Stoffgruppe. Jedes Substrat benötigt sein eigenes, typisches = substratspezifisches Enzym. Enzyme Vorssa 09/10 CK Das Enzym wird bei der Reaktion nicht verbraucht und kann daher immer wieder seine Wirkung ausüben. Äussere Faktoren Enzyme arbeiten nicht bei jeder Temperatur gleich gut. Die Graphik zeigt die Temperaturabhängigkeit einer Enzymreaktion. Wie schnell geht die Reaktion bei 10oC? bei 20oC? bei welcher Temperatur ist die Reaktion am schnellsten? wie ist das biologisch zu erklären? wie schnell ist die Reaktion bei 50oC? was passiert bei dieser Temperatur mit dem Enzym? Von welchen anderen Bedingungen ist die Arbeit der Enzyme auch noch abhängig? Wie viele Moleküle können unter optimalen Bedingungen pro Minute zerlegt werden? Der Abbau von Alkohol Der Hauptabbauort für Alkohol ist die Leber. In einem ersten Abbauschritt wandelt das Enzym Alkohol‐Dehydrogenase (ADH) das Ethanol in das giftige Acetaldehyd um, das dann von einem weiteren Enzym, der Aldehyd‐Dehydrogenase (ALDH), zu Essigsäure umgebaut wird. Essigsäure ist ein ungiftiges Stoffwechselprodukt, das weiterverarbeitet werden kann. Manche Personen, meist solche asiatischer Herkunft, bauen das anfallende Acetaldehyd jedoch aufgrund einer Mutation im ALDH‐Gen nur langsam ab, so dass es sich im Blut anreichert und seine Giftwirkung entfalten kann, zu der unter anderem heftiges Erröten, Schwitzen und Übelkeit gehören. Pro Stunde wird etwa 0.1 Promille Alkohol abgebaut. Es dauert also beispielsweise 5 Stunden bis 0.5 Promille „verschwunden“ sind. Etwa fünf Prozent der konsumierten Alkoholmenge gelangen unverändert wieder aus dem Körper, hauptsächlich über die Lunge. Ein allseits bekanntes Phänomen ist die „Fahne“, die durch das Ausatmen von Alkohol entsteht. Das Verhältnis zwischen dem Alkoholgehalt in der ausgeatmeten Luft und dem im venösen Blut beträgt 1:2100, so dass von einer Messung des Alkoholanteils der ausgeatmeten Luft leicht auf die Konzentration im Blut geschlossen werden kann. Darauf basieren die „Blasröhrchen“ zur Alkoholkontrolle. Das Medikament „Antabus“, das häufig zur Behandlung des chronischen Alkoholmissbrauchs verabreicht wird, hemmt das Enzym Aldehyddehydrogenase. Was bewirkt es?
