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VERSUCHSGRUPPE 7: ENZYME
7g
Substratspezifität von Enzymen am Beispiel der Urease
Thorsten Nelius
Gruppe 33
15. Juni 1999
EINLEITUNG:
Viele Enzymreaktionen sind substratspezifisch, d.h. sie binden nur bestimmte Stoffe an ihr
aktives Zentrum und setzen folglich auch nur diese Stoffe um. Die aktiven Zentren der
Enzyme weisen ganz spezifische Strukturen auf, zu welchen die Strukturen der Substrate
passen müssen um eine Enzym-Substrat-Komplex bilden zu können. Die endgültige Paßform
des aktiven Zentrums wird jedoch erst beim Kontakt mit dem Substrat induziert. (sog. induced
fit)
Die Substratspezifität einzelner Enzyme kann unterschiedlich stark ausgebildet sein: Es gibt
Enzyme, die an verschiedenen ähnlich gebauten Verbindungen die gleiche Reaktion
katalysieren (z.B.Phenoloxidase), und es gibt Enzyme, die nur ein einziges Substrat umsetzen.
MATERIAL UND METHODE:
Siehe Skript S.18 - 19
VERSUCHSERGEBNISSE:
Die Lösung mit Harnstoff verfärbte sich nach kurzer Zeit rosa, die Lösung mit Thioharnstoff
blieb unverändert.
AUSWERTUNG:
In der harnstoffhaltigen Lösung wurde Harnstoff durch die Urease zu NH3 und CO2
umgesetzt. NH3 reagiert mit Wasser zu NH4+ und OH- - Ionen, welche die Lösung alkalisch
machen und den Indikator Phenolphthalein nach rot umschlagen lassen.
Da in der Lösung mit Thioharnstoff keine Verfärbung auftrat, kann man davon ausgehen, daß
kein HH3 gebildet wurde, also auch kein Thioharnstoff durch die Urease zersetzt worden ist.
Die Moleküle Harnstoff und Thioharnstoff unterscheiden sich nur dadurch, daß beim
Thioharnstoff ein Sauerstoffatom durch ein größeres Schwefelatom ersetzt ist. Dadurch
verändert sich die räumliche Molekülstruktur dermaßen, daß das Thioharnstoffmolekül nicht
mehr zum aktiven Zentrum der Urease paßt, also auch keinen Enzym-Substrat-Komplex
bildet und so auch nicht gespalten werden kann.
ZUSAMMENFASSUNG:
Dieser Versuch zeigt, daß bestimmte Enzyme so spezifisch arbeiten, daß schon geringste
Veränderungen am Substratmolekül dazu führen, daß keine Reaktion mehr stattfindet. Diese
Selektivität ist für einen lebenden Organismus von großer Bedeutung.