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Enzymkinetik
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Aufbau und Einteilung von Enzymen
Kinetik enzymkatalysierter Reaktionen
Michaelis-Menten-Gleichung
Lineweaver-Burk-Auftragung
Hemmung enzymkatalysierter Reaktionen
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Was sind Enzyme?
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Oxidoreduktasen, Transferasen, Hydrolasen, Lyasen
(=Synthasen), Isomerasen, Ligasen (=Synthetasen)
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Aufbau der Enzyme
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Aufbau der Enzyme
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bestehen aus einem:
• Proteinanteil, dem Apoenzym und einem
• Kofaktor, einem niedermolekularen Molekül (kein
Protein)
• Organische Moleküle als Kofaktoren werden Koenzyme
genannt, sind sie kovalent an das Apoenzym gebunden,
nennt man sie prosthetische Gruppe
ö
Koenzyme:
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•
Wird als Energiequelle für die enzymatische Reaktion
genutzt
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Wird als Elektronenakzeptor (NAD+) oder als
Elektronendonator (NADH + H+) genutzt
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Wie wirken Enzyme?
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Das aktive Zentrum des Enzyms:
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• Wasserstoffbrücken, elektrostatische Wechselwirkungen,
hydrophobe Effekte
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Beispiel einer enzymkatalysierten Reaktion:
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Enzymkinetik
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• Maß für die Änderung der Substratkonzentration mit
der Zeit
•
= Stoffmenge an Substrat, die in einem bestimmten
Volumen pro Zeiteinheit umgesetzt wird [mol / L.s]
•
Abh. von: Temp., Salzkonz., pH-Wert, [E], [S], [P],
Inhibitoren, Aktivatoren
ö
Reaktionsgeschw. <> Enzymaktivität
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•
Unit (U) oder Katal (kat)
•
1U: diejenige Menge an Enzym, die 1 µmol Substrat
pro Minute umsetzt
(es gibt aber auch andere Definitionen)
•
1 kat: 1 mol/s
ö
Enzymkinetik
E+S
k1
k-1
ES
k2
P+E
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ö
Enzyme sind Katalysatoren
Energie
EA
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S
P
Reaktionsablauf
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Überlegungen zur Enzymkinetik
E+S
k1
k-1
ES
k2
P+E
* zu Beginn liegt [S] meist im Überschuß vor
*
„Enzymsättigung“ [ES] = [E]
*
Fließgleichgewicht „steady state“
* v wird unabhängig von [S] (v = vmax,
Reaktion 0. Ordnung)
ö
[S]
Steady state
[P]
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[E]
[E]
[ES]
t
ö
Michaelis-Menten-Gleichung
k1
E+S
k-1
k2
ES
P+E
Voraussetzungen:
1.) k-2 << als k2
(experimentelle Irreversibilität -> K-2= 0)
2.)
k2 << k1, k-1
d.h. Zerfall des ES Komplexes
in E und P ist geschwindigkeitsbestimmend
ö
Reaktionsgeschwindigkeit einer Enzymreaktion:
vmax * [S]
v=
KM + [S]
ö
Michaelis-Menten Kurve:
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ö
Zusammenhang der Reaktionsgeschwindigkeit mit
[S] und vmax:
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• vmax 1 = 0,1; vmax 2 = 0,2
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ö
KM: gibt an, wie schnell bei steigender [S] die
Maximalgeschwindigkeit erreicht wird
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• KM 1 = 1; KM 2 = 10
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Michaelis-Menten-Kurve:
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• Lineweaver-Burk-Auftragung
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Lineweaver-Burk Auswertung
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Lineweaver-Burk-Auswertung:
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Änderungen der Enzymaktivität:
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Aktivatoren: fördern die durch das Enzym katalysierte
Reaktion
• Inhibitoren: hemmen die durch das Enzym katalysierte
Reaktion
#
• das katalytische Zentrum des Enzyms binden
• oder an eine andere Stelle des Enzyms
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Einteilung der Enzymhemmung:
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Reversible Hemmung: kompetitive Inhibitoren
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Reversible Hemmung: Nicht-kompetitive
Inhibitoren
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