Enzym (engl. enzyme)
Was ist ein Enzym?
Ein Enzym (= Biokatalysator, Ferment, Arbeitseiweiß) ist ein Protein (Eiweiß), das in Zellen chemische Reaktionen katalysiert (ermöglicht, stark beschleunigt), ohne sich selbst dabei zu verändern bzw. "verbraucht" zu werden. Die Folge dieser Katalysatorwirkung ist, dass die betreffenden Reaktionen schon bei relativ niedrigen Temperaturen (z. B. bei einer Körpertemperatur von 37 Grad Celsius) ablaufen können bzw. erheblich beschleunigt ablaufen. Die meisten biochemischen Reaktionen laufen nur dann in messbarer Geschwindigkeit (also ausreichend schnell) ab, wenn sie durch Enzyme katalysiert werden.
Bei welchen Tempertauren und welchem pH-Wert können Enzyme arbeiten?
Enzyme vertragen in der Regel nur Temperaturen bis etwa maximal 45 Grad Celsius, oberhalb von 45 Grad Celsius werden die meisten Enzyme unwiderruflich (irreversibel) zerstört. Es gibt aber auch Ausnahmen von dieser Regel, z. B. die Taq-Polymerase.
Darüber hinaus bevorzugen Enzyme bestimmte pH-Werte (die meisten Enzyme besitzen eine optimale Wirkung bei pH 7).
Was sind Proteine in stofflicher Hinsicht?
Alle Enzyme sind stofflich gesehen Proteine, wobei an dieses Protein aber häufig noch eine niedermolekulare Nichteiweißverbindung (ein Coenzym oder etwas anderes) gebunden ist. Grob geschätzt kann man sagen, dass ungefähr 50 % aller Enzyme ein Coenzym für die Entwicklung ihrer Aktivität benötigen.
Was bedeuten die Begriffe Substratspezifität und Wirkungsspezifität?
Enzyme sind durch ihre Substratspezifität und eine Wirkungsspezifität (= Reaktionsspezifität) charakterisiert (Substrat = Stoff, der durch ein Enzym umgesetzt wird):
Substratspezifität meint, dass ein Enzym nur bei einem oder bei wenigen Stoffen seine Wirkung entfaltet. Wirkungsspezifität meint, dass von vielen möglichen Umsetzungen eines Substrats nur eine bewirkt wird.
Was ist das aktive Zentrum bzw. katalytische Zentrum?
Den Ort innerhalb des Enzyms, an dem das Substrat gebunden bzw. umgesetzt wird, nennt man aktives Zentrum oder katalytisches Zentrum. Die Verknüpfung von Enzym und Substrat heißt Enzym-Substrat-Komplex (kurz: ES). Die Reaktion läuft nach folgendem Schema ab:
Enzym + Substrat -> Enzym-Substrat-Komplex -> Enzym + Produkt |
Das Enzym liegt, wie man erkennen kann, nach der Umwandlung des Substrats wieder in unveränderter Form vor.
Wie werden die Namen von Enzymen gebildet?
Die Namen von Enzymen enden prinzipiell auf der Silbe „-ase" (z. B. Ligase). Einige wenige Namen weichen von diesem Prinzip infolge historisch gewachsener Bezeichnungen ab.
In welche Gruppen werden Enzyme eingeteilt?
Eine Einteilung der Enzyme nach ihrer chemischen Struktur ist nicht möglich. Heute werden Enzyme daher offiziell nach der Reaktion, die sie katalysieren, in verschiedene Klassen eingeteilt. Es werden folgende 6 Hauptklassen unterschieden:
1. Oxidoreduktasen (auch: Oxydoreduktasen),
2. Transferasen,
3. Hydrolasen,
4. Lyasen,
5. Isomerasen,
6. Ligasen
Siehe auch unter:
 allosterische Hemmung
Enzymrepression
Hexokinase
induced fit
kompetitive Hemmung
Michaelis-Menten-Konstante
Papain
Proteasen
Restriktionsenzyme
Literatur:
Internet:
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