Einführung in die Biochemie Wirkungsweise von Enzymen
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Einführung in die Biochemie Wirkungsweise von Enzymen Die Wirkungsweise von Enzymen wird durch den Schlüssel-SchlossMechanismus sehr gut beschrieben und ist in zweifacher Weise hochspezifisch. Dieser Mechanismus führt am aktiven Zentrum zur Bildung eines Enzym-Substrat-Komplexes. Die mithilfe von Enzymen umgesetzten Stoffe werden als Substrate bezeichnet. •Enzyme reagieren nur mit einem ganz bestimmten Substrat (Substratspezifität)! •Enzyme katalysieren nur einen ganz bestimmten Reaktionsablauf (Wirkungsspezifität)! aktives Zentrum Substrat Enzym – Substrat – Komplex Produkte 5 Einführung in die Biochemie Wirkungsweise von Enzymen Am Aktiven Zentrum kann ein Substrat nur in einer ganz bestimmten Orientierung anlegen, wie ein Schlüssel zum Schloss. Dieses Prinzip ist die Ursache der Substratspezifität von Enzymen. Dies resultiert aus dem chemischen Aufbau der Enzyme und der daraus hergehenden räumlichen Struktur. Enzyme sind Kettenmoleküle aus Aminosäuren deren Kettenglieder durch eine Vielzahl verschiedener Bindungen in einer charakteristischen Struktur (Konformation) stabilisiert werden. Als Bindungsarten treten kovalente Bindungen, H – Brückenbindungen und elektrostatische Wechselwirkungen zwischen geladenen Gruppen auf. Am aktiven Zentrum werden außerdem nur bestimmte Reaktionen katalysiert. Diese Eigenschaft wird Wirkungsspezifität genannt. Jede mögliche Reaktion eines Substrats benötigt einen anderen aktivierten Übergangszustand. Das aktive Zentrum eines Enzyms kann aber nur einen bestimmten Übergangszustand aktivieren. D. h. für jede Substratreaktion wird ein anderes Enzym benötigt. Ein Beispiel ist der Abbau von Glucose, in dessen Verlauf Brenztraubensäure enzymatisch entweder in Milchsäure oder in Essigsäure umgesetzt wird 6 Einführung in die Biochemie Nomenklatur von Enzymen Da bei Enzymen nicht immer der genaue Aufbau jedoch aber die Wirkung im Organismus bekannt sind, werden eindeutige Kennzeichen, wie die Substrat- und Wirkungsspezifität für die Benennung herangezogen. Der systematische Name ist dreiteilig: 1. Substratkennzeichnung 2. Wirkungskennzeichnung 3. Endung –ase Beispiele: Glukose │ oxid │ ase Lactat-Dehydrogen │ ase Pyruvat-Decarboxyl │ ase oxidiert Glucose oxidiert Milchsäure zu Brenztraubensäure spaltet CO2 von der Brenztraubensäure Teilweise wird aber auf die Wirkungskennzeichnung im Namen verzichtet: Ure │ ase Lip │ ase Amyl │ ase spaltet Harnstoff spaltet Fette unter Bildung freier Fettsäuren spaltet Stärke 8
