aktives Zentrum

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Einführung in die Biochemie
Wirkungsweise von Enzymen
Biokatalyse durch Enzyme
Enzyme (oder Fermente) sind Proteine (Eiweißstoffe), die eine spezifische
dreidimensionale Struktur besitzen und eine Molekülmasse zwischen 10000 und 1000000
aufweisen.
Durch Absenkung der Aktivierungsenergie laufen biochemische Reaktionen schneller ab.
Enzyme werden bei der Reaktion nicht verbraucht, d. h. sie wirken wie Katalysatoren. Sie
gehören neben den Vitaminen und Hormonen zu den Biokatalysatoren die alle
chemischen Umsetzungen in lebenden Organismen steuern.
ÜZ ohne Enzym
E
Enzyme beschleunigen Stoffwechselvorgänge
und Reizleitungsprozesse um das
EA ohne
milliardenfache. Sie senken die
Enzym
Aktivierungsenergie so, dass biochemische
Edukte EA mit
Reaktionen bei 37°C ablaufen. Enzyme sind
Enzym
hoch spezialisiert und besitzen ein aktives
Zentren, dass aus räumlich benachbarten
Produkte
Aminosäureresten der Proteinstruktur gebildet
wird.
1
Reaktionsverlauf
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
2
Einführung in die Biochemie
Hemmung der Enzymaktivität
Allosterische Hemmung
Enzyme haben nur ein aktives Zentrum. Aufgrund ihrer hochkomplexen Struktur können
andere Moleküle als das Substrat Andockstationen finden. Diese allosterischen Zentren
sind für das Substrat nicht geeignet. Dockt aber ein anderes Molekül dort an, kann die
Raumstruktur des Enzyms so verändert werden, dass sich am aktiven Zentrum kein
Enzym-Substrat mehr bilden kann.
Allosterische Hemmstoffe können nur von außen, nicht durch das Substrat, beeinflusst
werden. Sie sind aber nicht immer eine Bedrohung für die Zelle, sondern können auch
zur Steuerung biochemischer Prozesse beitragen.
allosterischer
Hemmstoff
allosterisches
Zentrum
enzymatische
b
Su
str
at
Enzym
Katalyse
Enzym
b
Su
ts ra
t
b
Su
a
str
t
Enzym
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