Enzyme - Aufbau und Wirkungsweise [Schlüssel-Schloss-Prinzip; Substrat- u. Wirkungsspezifität] [2/5]

Summary

In diesem Video wird die Funktionsweise und Struktur von Enzymen genauer erläutert. Enzyme sind hochspezifische Biokatalysatoren, die Stoffwechselreaktionen beschleunigen, indem sie die Aktivierungsenergie senken. Der Fokus liegt auf dem Schlüssel-Schloss-Prinzip, das die Bindung von Substraten an das aktive Zentrum eines Enzyms beschreibt. Zudem werden wichtige Mechanismen wie die räumliche Ausrichtung der Substrate und die Veränderung des Substrats im Übergangszustand erklärt. Es wird auch auf Coenzyme und prosthetische Gruppen eingegangen, die Enzyme erst funktionstüchtig machen. So wird die entscheidende Rolle von Enzymen im Stoffwechsel verdeutlicht.

Takeaways

• 😀 Enzyme sind Biokatalysatoren, die Stoffwechselreaktionen beschleunigen, indem sie die Aktivierungsenergie senken.
• 😀 Enzyme sind hochspezifisch und katalysieren meist nur eine bestimmte Reaktion mit einem speziellen Substrat.
• 😀 Das Enzym Laktase spaltet den Milchzucker Laktose in Galaktose und Glucose, ohne andere Zucker wie Saccharose zu beeinflussen.
• 😀 Der Name eines Enzyms reflektiert seine spezifische Funktion (z.B. Laktase für Laktose).
• 😀 Die Bindung des Substrats an das Enzym erfolgt im aktiven Zentrum, wo die Reaktion stattfindet – dies entspricht dem Schlüssel-Schloss-Prinzip.
• 😀 Die Struktur eines Enzyms bestimmt seine Funktion und seine Fähigkeit, nur spezifische Substrate zu binden.
• 😀 Nach der Katalyse wird das Produkt aus dem aktiven Zentrum des Enzyms freigesetzt, während das Enzym unverändert bleibt.
• 😀 Enzyme können während der Reaktion eine Konformationsänderung erfahren, aber sie bleiben am Ende unverändert, um weiterhin Reaktionen zu katalysieren.
• 😀 Viele Enzyme erfordern zusätzlich Coenzyme oder Cofaktoren, um ihre Funktion zu erfüllen. Coenzyme sind organische Moleküle, während Cofaktoren oft anorganische Ionen sind.
• 😀 Die Aktivierung von Enzymen erfolgt durch verschiedene Mechanismen, wie räumliche Ausrichtung der Substrate oder die Einführung von chemischen und elektrischen Ladungen.

Q & A

Was sind Enzyme und welche Rolle spielen sie in Stoffwechselreaktionen?

Enzyme sind Biokatalysatoren, die Stoffwechselreaktionen beschleunigen, indem sie die Aktivierungsenergie senken, die für den Beginn einer Reaktion erforderlich ist.

Was ist die Bedeutung des Begriffs 'Substratspezifität'?

Substratspezifität beschreibt die Fähigkeit eines Enzyms, nur ein bestimmtes Substrat zu binden und zu katalysieren. Jedes Enzym ist in der Regel auf ein bestimmtes Substrat oder eine bestimmte Gruppe von Substraten spezialisiert.

Was versteht man unter dem 'Schlüssel-Schloss-Prinzip' bei Enzymen?

Das Schlüssel-Schloss-Prinzip besagt, dass nur ein bestimmtes Substrat in das aktive Zentrum eines Enzyms passt, ähnlich wie ein Schlüssel in ein Schloss passt. Diese Spezifität sorgt dafür, dass das Enzym nur mit bestimmten Substraten reagieren kann.

Wie funktioniert der Katalysemechanismus eines Enzyms?

Enzyme katalysieren Reaktionen, indem sie Substrate an ihrem aktiven Zentrum ausrichten, physikalischen Druck auf sie ausüben oder chemische/elektrische Ladungen hinzufügen, um die Reaktivität des Substrats zu erhöhen und so den Übergangszustand zu erreichen.

Warum verändern Enzyme ihre Struktur bei der Bindung an Substrate?

Enzyme können bei der Bindung an Substrate eine Konformationsänderung durchmachen, um eine bessere Passform zu erreichen und die Reaktionsgeschwindigkeit zu erhöhen. Nach der Reaktion kehrt das Enzym jedoch in seine ursprüngliche Struktur zurück.

Welche Rolle spielen die Produkte, die aus einer enzymatischen Reaktion hervorgehen?

Die meisten Produkte, die aus enzymatischen Reaktionen entstehen, sind nicht die Endprodukte eines Stoffwechselwegs, sondern dienen häufig als Substrate für weitere Enzyme, die sie in weiteren Reaktionen umwandeln.

Was sind Coenzyme und welche Funktion haben sie bei Enzymreaktionen?

Coenzyme sind organische Moleküle, die an Enzyme gebunden sind und für deren Funktion unerlässlich sind. Sie unterstützen Enzyme bei der Durchführung ihrer katalytischen Aufgaben.

Was ist der Unterschied zwischen einem Cofaktor und einem Coenzym?

Cofaktoren sind inorganische Ionen, die Enzyme bei ihrer Funktion unterstützen, während Coenzyme organische Moleküle sind, die ebenfalls für die enzymatische Aktivität erforderlich sind.

Was ist die Substrat-Reaktionsspezifität eines Enzyms?

Die Substrat-Reaktionsspezifität eines Enzyms bezieht sich auf die Fähigkeit des Enzyms, nur eine bestimmte Reaktion mit einem bestimmten Substrat zu katalysieren. Diese Spezifität sorgt dafür, dass das Enzym nicht für andere Reaktionen mit unterschiedlichen Substraten geeignet ist.

Warum ist die Struktur eines Enzyms so wichtig für seine Funktion?

Die Struktur eines Enzyms, insbesondere die Form des aktiven Zentrums, bestimmt seine Funktion. Ein Enzym muss eine genaue Form haben, um spezifische Substrate zu binden und die Reaktion effizient zu katalysieren.