Enzymhemmung und Kompetitive Inhibition bei der Urease
Die Urease Temperaturabhängigkeit spielt eine wichtige Rolle bei der enzymatischen Spaltung von Harnstoff. Bei der Harnstoffspaltung durch Urease entsteht Ammoniak, dessen zu schnelle Freisetzung kontrolliert werden muss. Dies wird durch einen speziellen Hemmungsmechanismus erreicht.
Der Hydroxyharnstoff fungiert als kompetitiver Inhibitor der Urease aufgrund seiner strukturellen Ähnlichkeit zum eigentlichen Substrat Harnstoff. Diese Form der Enzymhemmung wird als kompetitive Hemmung bezeichnet, da der Hydroxyharnstoff mit dem Harnstoff um die Bindung am aktiven Zentrum konkurriert. Bei höherer Konzentration des Hydroxyharnstoffs steigt die Wahrscheinlichkeit seiner Bindung am aktiven Zentrum.
Definition: Kompetitive Hemmung bedeutet, dass ein Hemmstoff Inhibitor mit dem natürlichen Substrat um die Bindungsstelle am Enzym konkurriert. Der Inhibitor ähnelt dabei strukturell dem Substrat.
Die Besonderheit dieser Hemmung liegt darin, dass der Hydroxyharnstoff zwar ans aktive Zentrum bindet, aber keine Produktbildung stattfindet. Das Enzym wird lediglich temporär blockiert. Die Hemmung ist reversibel und kann durch Erhöhung der Harnstoffkonzentration aufgehoben werden. Wenn die Harnstoffkonzentration steigt, verdrängt dieser den Hydroxyharnstoff vom aktiven Zentrum, wodurch die enzymatische Spaltung wieder erfolgen kann.
Highlight: Die Wirksamkeit der kompetitiven Hemmung hängt vom Konzentrationsverhältnis zwischen Substrat Harnstoff und Inhibitor Hydroxyharnstoff ab.