Biologie /

Enzymatik

Enzymatik

 funktionen von enzymen als biokatalysatoren
Was sind Enzyme ?
- Proteine mit Katalysatorfunktion
- Katalysatoren beschleunigen chemische Re

Enzymatik

J

Jennifer Allicio

6 Followers

Teilen

Speichern

82

 

12

Lernzettel

Das sind meine Lernzettel zum Thema Enzyme

Nichts passendes dabei? Erkunde andere Fachbereiche.

funktionen von enzymen als biokatalysatoren Was sind Enzyme ? - Proteine mit Katalysatorfunktion - Katalysatoren beschleunigen chemische Reaktionen, ohne sich dabei bleibend zu verändern - viele chemische Reaktionen laufen schneller oder bereits bei niedrigeren Temperaturen ab - - sind im Stoffwechsel aller Lebewesen an allen Reaktionen beteiligt ↳ Stehen nach Ablauf jeder Reaktion wieder zur Verfügung ↳ Deshalb wirken Enzyme bereits in geringen Konzentrationen - wie alle Katalysatoren sind Enzyme an Reaktionsschritten beteiligt, gehen aber unverändert aus den Reaktionen, die sie beschleunigen, hervor Anteil der Teilchen Mindestenergie mit Enzym Mindestenergie ohne Enzym 1 Enzyme verringern die Aktivierungsenergie - für chemische Reaktion ist Aktivierungsenergie notwendig ↳Hohe Aktivierungsenergie = Reaktion im Körper läuft nur sehr langsam oder gar nicht ab Enzyme ermöglichen alternative Reaktionswege → Weniger Aktivierungsenergie notwendig ↳Reaktion wird dadurch stark beschleunigt & läuft um ein Vielfaches schneller ab Bewegungsenergie der Teilchen Energie Energiegen des Substrates Enerpegnat Produkte - Ausgangsstoffe die von Enzymen umgesetzt werden= Substrate Aktivierungsenergie ohne Enzym als Katalysator Aktivierungsenergid als Katalysator mit Enzym bei der Name des Enzyms bildet sich aus Namen des Substrates+ Endung -ase ↳lassen auf Funktion des Enzyms schließen Energie Reaktionsverlauf alle Teilchen bewegen sich mit einer für bestimmte Temperatur charakteristischen Durchschnittsgeschwindigkeit ↳ Viele schnelle und viele langsame Teilchen Biokatalysatoren - schnellere Teilchen= größere Bewegungsenergie - damit Teilchen Reaktionen eingehen können, benötigen sie eine bestimmte Mindestenergie Enzym ermöglicht alternativen Reaktionsweg ↳ Geringere Mindestenergie notwendig - dadurch ist ein größerer Anteil der Teilchen reaktionsfähig & die Reaktion verläuft schneller Beispiel: Enzym Amylase spaltet Särke (Amylose) & Saccharase...

Mit uns zu mehr Spaß am Lernen

Hilfe bei den Hausaufgaben

Mit dem Fragen-Feature hast du die Möglichkeit, jederzeit Fragen zu stellen und Antworten von anderen Schüler:innen zu erhalten.

Gemeinsam lernen

Mit Knowunity erhältest du Lerninhalte von anderen Schüler:innen auf eine moderne und gewohnte Art und Weise, um bestmöglich zu lernen. Schüler:innen teilen ihr Wissen, tauschen sich aus und helfen sich gegenseitig.

Sicher und geprüft

Ob Zusammenfassungen, Übungen oder Lernzettel - Knowunity kuratiert alle Inhalte und schafft eine sichere Lernumgebung zu der Ihr Kind jederzeit Zugang hat.

App herunterladen

Alternativer Bildtext:

zerlegt den Zucker Saccharose eigenschaften EIGENSCHAFTEN - Enzyme sind Biokatalysatoren → Sind in der Lage, die Aktivierungsenergie herabzusetzen & so die Reaktionsgeschwindigkeit zu erhöhen - Enzyme- Proteine - Katalysator geht immer unverändert aus der durchgeführten Reaktion hervor & wirkweisen Von Enzyman WIRK WEISEN Enzymreaktion findet im aktiven Zentrum statt = - aktives Zentrum besteht aus wenigen Aminosäureresten, die aber genau die chem. Eigenschaften besitzen die notwendig sind Um das Substrat zu binden & umzuwandeln - katalytisch aktive Reste im aktiven Zentrum konservieren im Laufe der Entwicklungsgeschichte ↳ Enzyme, die die gleiche Funktion ausüben, zeigen Übereinstimmungen in ihren aktiven Zentren Besonderheit am aktiven Zentrum -ist ein wasserfreier Reaktionsraum; oftmals reaktionsbehindernde Hydrathülle um Substrate wird entfernt - gewährleistet die korrekte räumliche Anordnung des Substrats innerhalb des Enzyms - Aminosäurereste im aktiven Zentrum binden das Substrat in optimaler Orientierung, wodurch die Aktivierungsenergie Herabgesetzt wird - Aminosäurereste können Ladungen des Substrats übernehmen o. Umlagern ↳ Bindungen können einfacher gespalten werden Aktivierungsenergie - durch die spezifische strukturelle Anpassung des aktiven Zentrums wird die Aktivierungsenergie einer Reaktion gesenkt Substratbindung am aktiven Zentrum Erst wenn ein gewisser Energiebetrag überwunden wird kann die Reaktion ablaufen Aktivierungsenergie: Ein Katalysator setzt die Aktivierungsenergie einer Reaktion herab und erhöht ihre Reaktionsgeschwindigkeit. Verglichen werden hier die Aktivierungsenergie einer Reaktion ohne Katalysator (rote Linie) und mit Katalysator (schwarz gestrichelte Linie). Im aktiven Zentrum eines Enzyms kann die Aktivierungsenergie herabgesetzt werden: durch korrektes Ausrichten des Substrates; indem das Substrat unter Spannung gesetzt und so leichter umwandelbar wird; indem Ladungen auf das Substrat übertragen werden und dieses so leichter zu spalten ist. Freie Enthalpie Übergangszustand Substrat Aktivierungsenergie mit bzw. ohne Katalyse AG freie Reaktions- enthalpie Produkt Reaktionsverlauf ABLAUF EINER ENZYMATISchen reaktion ma - Enzyme können nur bestimmte Substrate umsetzen ↳ Substratspezifisch - Substratspezifität lässt sich über den Mechanismus der Enzymwirkung erklären ↳ Substrat bindet an die Stelle des Enzyms, an der die Umsetzung stattfindet Aktives Zentrum E + S→ES→→ E + P ↳ es bildet sich ein Enzym- Substrat- Komplex ↳Bindung erfolgt indem sich zwischen Substratmolekül & Enzym zwischenmolekulare Anziehungskräfte ausbilden ↳ Exakte Passung von räumlichen Strukturen & Ladungsverteilungen des aktiven Zentrums des Enzyms & des Substratmoleküls erforderlich ↳ Schlüssel- Schloss- Prinzip - während das Substrat am Enzym bindet, wird es verändert ↳ = Enzym- Produkt- Komplex - anschließende Freisetzung der Produkte - Enzym geht unverändert aus dieser Reaktion hervor & kann weitere Reaktionszyklen durchlaufen - in einigen Fällen verändern Enzym & Substrat ihre Strukturen erst bei Annäherung des Substrates ↳ Induced fit ,,induzierte Passform" in der Regel kann jedes Enzym nur eine ganz bestimmte Veränderung des Substrates bewirken ↳ Wirkungsspezifität Enzymreaktion am Beispiel der Hexokinasereaktion von Glukose zu Glukose-6-Phosphat (Glykolyse) Enzym Substrat- Bindung P Substrate P Enzym + induced fit Enzym-Substrat-Komplex Produkt Enzym- Reaktion ENZYMREAKTION IM DETAIL - Enzyme können lediglich exergonische Reaktionen katalysieren, also Reaktionen, die Energie freisetzten & theoretisch auch ohne die katalytische Wirkung des Enzyms ablaufen können - endergonische Reaktionen, die zum Ablauf Energie benötigen, können nicht katalysiert werden - Enzyme katalysieren Reaktionen, in dem sie die für den Ablauf der Reaktion notwendige Aktivierungsenergie herabsetzen Begriffe: Schlüssel- Schloss- Prinzip beschreibt die Passform eines Moleküls zu einem anderen, welche haargenau ( wie Schlüssel & Schloss) zusammenpassen - in diesem Fall passt das aktive Zentrum des Enzyms (Schloss) genau zum Substrat (Schlüssel) - diese exakte Zusammenpassung ist die Vorraussetzung für die enzymatische Reaktion Induced fit - ,,Induzierte Passform" - bei Annäherung des Substrates an das aktive Zentrum erfolgt eine leichte strukturelle Anpassung von Enzym & Substrat aneinander, wodurch beide noch exakter zueinander passen Wirkungsspezifität Enzyme sind wirkungsspezifisch - d.h. Sie können immer nur eine bestimmte Reaktion auslösen - auch wenn ein Substrat theoretisch in verschiedene Produkte umgewandelt werden kann, in diesem Fall werden diese anderen Reaktionen durch andere Enzyme katalysiert Substratspezifität → - Enzyme sind substratspezifisch d.h. Sie können immer nur eine bestimmte Art von Subtrat(en) aufnehmen - Grund: Schlüssel- Schloss- Prinzip MICHAELIS- menten - diagram m hae Abhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit von der Substrat konzentration m Reaktionsschritte laufen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten ab ↳ Langsamste Schritt ist die Bildung des Enzym- Substrat- Komplexes ↳ Bestimmt die Geschwindigkeit des Stoffumsatzes bei niedrigen Substratkonzentrationen bei hohen Substratkonzentrationen bindet jedes Enzym nach Abspaltung des Produktes direkt wieder ein neues Substrat ↳ Enzyme arbeiten mit Maximalgeschwindigkeit - je mehr Substrat, desto schnellere Bildung des Enzym- Substrat- Komplex - Steigerung des Stoffumsatzes auch bei weiterer Erhöhung der Substratkonzentration nicht möglich - Substratkonzentration bei Maximalgeschwindigkeit = Sättigungskonzentration - ܥܐ bei Vorliegen der Sättigungskonzentration von Substraten sind alle Enzyme ständig mit Substraten beladen ↳ Erhöhung der Substratkonzentration hat keine weitere Steigerung der Reaktionsgeschwindigkeit zur Folge - Geschwindigkeit der Reaktion von der Wechselzahl des jeweiligen Enzyms wird bestimmt ↳ = Anzahl der Substratmoleküle, die ein Enzymmolekül pro Sekunde umsetzt - Geschwindigkeit, mit der Enzyme Substrate umsetzen, kann sehr unterschiedlich sein -Hat man eine hohe Substratkonzentration, so verläuft die katalysierte Reaktion schneller als bei einer niedriegen Substratkonzetration hohe Wechselzahl bedeutet, dass die katalysierte Reaktion bei Vorliegen der Sättigungskonzentration schnell verläuft ↳ bei einer hohen Substratkonzentration sind mehr Enzyme belegt als bei einer niedrigen Konzentration ↳ Sind jedoch bereits alle Enzyme belegt, ist es irrelevant, ob man die Substratkonzeration noch weiter höht -Substratkonzetration bei halbmaximaler Geschwindigkeit nennt man nun Michealis-Menten-Konstante Km ↳ kann man die Eigenschaften eines Enzyms und dessen Substrat festlegen - Genau bei der halbmaximalen Reaktionsgeschwidigkeit (1/2Vmax) sind demnach genau die Hälfte der Enzyme belegt Hat man z.B. eine niedriege Michaelis-Menten-Konstante, so wird die halbmaximale Reaktionsgeschwindigkeit bei einer geringen Substratkonzeration erreicht große Affinität besteht zwischen dem Enzym und dem Substrat

Biologie /

Enzymatik

J

Jennifer Allicio  

Follow

6 Followers

 funktionen von enzymen als biokatalysatoren
Was sind Enzyme ?
- Proteine mit Katalysatorfunktion
- Katalysatoren beschleunigen chemische Re

App öffnen

Das sind meine Lernzettel zum Thema Enzyme

Ähnliche Knows

user profile picture

Begriffe Enzymatik 🧪

Know Begriffe Enzymatik 🧪 thumbnail

21

 

11/9/10

user profile picture

2

Glossar Enzymatik

Know Glossar Enzymatik thumbnail

62

 

11/12/10

user profile picture

2

Enzyme

Know Enzyme thumbnail

5

 

12

user profile picture

Enzymatik

Know Enzymatik thumbnail

996

 

11

funktionen von enzymen als biokatalysatoren Was sind Enzyme ? - Proteine mit Katalysatorfunktion - Katalysatoren beschleunigen chemische Reaktionen, ohne sich dabei bleibend zu verändern - viele chemische Reaktionen laufen schneller oder bereits bei niedrigeren Temperaturen ab - - sind im Stoffwechsel aller Lebewesen an allen Reaktionen beteiligt ↳ Stehen nach Ablauf jeder Reaktion wieder zur Verfügung ↳ Deshalb wirken Enzyme bereits in geringen Konzentrationen - wie alle Katalysatoren sind Enzyme an Reaktionsschritten beteiligt, gehen aber unverändert aus den Reaktionen, die sie beschleunigen, hervor Anteil der Teilchen Mindestenergie mit Enzym Mindestenergie ohne Enzym 1 Enzyme verringern die Aktivierungsenergie - für chemische Reaktion ist Aktivierungsenergie notwendig ↳Hohe Aktivierungsenergie = Reaktion im Körper läuft nur sehr langsam oder gar nicht ab Enzyme ermöglichen alternative Reaktionswege → Weniger Aktivierungsenergie notwendig ↳Reaktion wird dadurch stark beschleunigt & läuft um ein Vielfaches schneller ab Bewegungsenergie der Teilchen Energie Energiegen des Substrates Enerpegnat Produkte - Ausgangsstoffe die von Enzymen umgesetzt werden= Substrate Aktivierungsenergie ohne Enzym als Katalysator Aktivierungsenergid als Katalysator mit Enzym bei der Name des Enzyms bildet sich aus Namen des Substrates+ Endung -ase ↳lassen auf Funktion des Enzyms schließen Energie Reaktionsverlauf alle Teilchen bewegen sich mit einer für bestimmte Temperatur charakteristischen Durchschnittsgeschwindigkeit ↳ Viele schnelle und viele langsame Teilchen Biokatalysatoren - schnellere Teilchen= größere Bewegungsenergie - damit Teilchen Reaktionen eingehen können, benötigen sie eine bestimmte Mindestenergie Enzym ermöglicht alternativen Reaktionsweg ↳ Geringere Mindestenergie notwendig - dadurch ist ein größerer Anteil der Teilchen reaktionsfähig & die Reaktion verläuft schneller Beispiel: Enzym Amylase spaltet Särke (Amylose) & Saccharase...

Nichts passendes dabei? Erkunde andere Fachbereiche.

Mit uns zu mehr Spaß am Lernen

Hilfe bei den Hausaufgaben

Mit dem Fragen-Feature hast du die Möglichkeit, jederzeit Fragen zu stellen und Antworten von anderen Schüler:innen zu erhalten.

Gemeinsam lernen

Mit Knowunity erhältest du Lerninhalte von anderen Schüler:innen auf eine moderne und gewohnte Art und Weise, um bestmöglich zu lernen. Schüler:innen teilen ihr Wissen, tauschen sich aus und helfen sich gegenseitig.

Sicher und geprüft

Ob Zusammenfassungen, Übungen oder Lernzettel - Knowunity kuratiert alle Inhalte und schafft eine sichere Lernumgebung zu der Ihr Kind jederzeit Zugang hat.

App herunterladen

Knowunity

Schule. Endlich einfach.

App öffnen

Alternativer Bildtext:

zerlegt den Zucker Saccharose eigenschaften EIGENSCHAFTEN - Enzyme sind Biokatalysatoren → Sind in der Lage, die Aktivierungsenergie herabzusetzen & so die Reaktionsgeschwindigkeit zu erhöhen - Enzyme- Proteine - Katalysator geht immer unverändert aus der durchgeführten Reaktion hervor & wirkweisen Von Enzyman WIRK WEISEN Enzymreaktion findet im aktiven Zentrum statt = - aktives Zentrum besteht aus wenigen Aminosäureresten, die aber genau die chem. Eigenschaften besitzen die notwendig sind Um das Substrat zu binden & umzuwandeln - katalytisch aktive Reste im aktiven Zentrum konservieren im Laufe der Entwicklungsgeschichte ↳ Enzyme, die die gleiche Funktion ausüben, zeigen Übereinstimmungen in ihren aktiven Zentren Besonderheit am aktiven Zentrum -ist ein wasserfreier Reaktionsraum; oftmals reaktionsbehindernde Hydrathülle um Substrate wird entfernt - gewährleistet die korrekte räumliche Anordnung des Substrats innerhalb des Enzyms - Aminosäurereste im aktiven Zentrum binden das Substrat in optimaler Orientierung, wodurch die Aktivierungsenergie Herabgesetzt wird - Aminosäurereste können Ladungen des Substrats übernehmen o. Umlagern ↳ Bindungen können einfacher gespalten werden Aktivierungsenergie - durch die spezifische strukturelle Anpassung des aktiven Zentrums wird die Aktivierungsenergie einer Reaktion gesenkt Substratbindung am aktiven Zentrum Erst wenn ein gewisser Energiebetrag überwunden wird kann die Reaktion ablaufen Aktivierungsenergie: Ein Katalysator setzt die Aktivierungsenergie einer Reaktion herab und erhöht ihre Reaktionsgeschwindigkeit. Verglichen werden hier die Aktivierungsenergie einer Reaktion ohne Katalysator (rote Linie) und mit Katalysator (schwarz gestrichelte Linie). Im aktiven Zentrum eines Enzyms kann die Aktivierungsenergie herabgesetzt werden: durch korrektes Ausrichten des Substrates; indem das Substrat unter Spannung gesetzt und so leichter umwandelbar wird; indem Ladungen auf das Substrat übertragen werden und dieses so leichter zu spalten ist. Freie Enthalpie Übergangszustand Substrat Aktivierungsenergie mit bzw. ohne Katalyse AG freie Reaktions- enthalpie Produkt Reaktionsverlauf ABLAUF EINER ENZYMATISchen reaktion ma - Enzyme können nur bestimmte Substrate umsetzen ↳ Substratspezifisch - Substratspezifität lässt sich über den Mechanismus der Enzymwirkung erklären ↳ Substrat bindet an die Stelle des Enzyms, an der die Umsetzung stattfindet Aktives Zentrum E + S→ES→→ E + P ↳ es bildet sich ein Enzym- Substrat- Komplex ↳Bindung erfolgt indem sich zwischen Substratmolekül & Enzym zwischenmolekulare Anziehungskräfte ausbilden ↳ Exakte Passung von räumlichen Strukturen & Ladungsverteilungen des aktiven Zentrums des Enzyms & des Substratmoleküls erforderlich ↳ Schlüssel- Schloss- Prinzip - während das Substrat am Enzym bindet, wird es verändert ↳ = Enzym- Produkt- Komplex - anschließende Freisetzung der Produkte - Enzym geht unverändert aus dieser Reaktion hervor & kann weitere Reaktionszyklen durchlaufen - in einigen Fällen verändern Enzym & Substrat ihre Strukturen erst bei Annäherung des Substrates ↳ Induced fit ,,induzierte Passform" in der Regel kann jedes Enzym nur eine ganz bestimmte Veränderung des Substrates bewirken ↳ Wirkungsspezifität Enzymreaktion am Beispiel der Hexokinasereaktion von Glukose zu Glukose-6-Phosphat (Glykolyse) Enzym Substrat- Bindung P Substrate P Enzym + induced fit Enzym-Substrat-Komplex Produkt Enzym- Reaktion ENZYMREAKTION IM DETAIL - Enzyme können lediglich exergonische Reaktionen katalysieren, also Reaktionen, die Energie freisetzten & theoretisch auch ohne die katalytische Wirkung des Enzyms ablaufen können - endergonische Reaktionen, die zum Ablauf Energie benötigen, können nicht katalysiert werden - Enzyme katalysieren Reaktionen, in dem sie die für den Ablauf der Reaktion notwendige Aktivierungsenergie herabsetzen Begriffe: Schlüssel- Schloss- Prinzip beschreibt die Passform eines Moleküls zu einem anderen, welche haargenau ( wie Schlüssel & Schloss) zusammenpassen - in diesem Fall passt das aktive Zentrum des Enzyms (Schloss) genau zum Substrat (Schlüssel) - diese exakte Zusammenpassung ist die Vorraussetzung für die enzymatische Reaktion Induced fit - ,,Induzierte Passform" - bei Annäherung des Substrates an das aktive Zentrum erfolgt eine leichte strukturelle Anpassung von Enzym & Substrat aneinander, wodurch beide noch exakter zueinander passen Wirkungsspezifität Enzyme sind wirkungsspezifisch - d.h. Sie können immer nur eine bestimmte Reaktion auslösen - auch wenn ein Substrat theoretisch in verschiedene Produkte umgewandelt werden kann, in diesem Fall werden diese anderen Reaktionen durch andere Enzyme katalysiert Substratspezifität → - Enzyme sind substratspezifisch d.h. Sie können immer nur eine bestimmte Art von Subtrat(en) aufnehmen - Grund: Schlüssel- Schloss- Prinzip MICHAELIS- menten - diagram m hae Abhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit von der Substrat konzentration m Reaktionsschritte laufen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten ab ↳ Langsamste Schritt ist die Bildung des Enzym- Substrat- Komplexes ↳ Bestimmt die Geschwindigkeit des Stoffumsatzes bei niedrigen Substratkonzentrationen bei hohen Substratkonzentrationen bindet jedes Enzym nach Abspaltung des Produktes direkt wieder ein neues Substrat ↳ Enzyme arbeiten mit Maximalgeschwindigkeit - je mehr Substrat, desto schnellere Bildung des Enzym- Substrat- Komplex - Steigerung des Stoffumsatzes auch bei weiterer Erhöhung der Substratkonzentration nicht möglich - Substratkonzentration bei Maximalgeschwindigkeit = Sättigungskonzentration - ܥܐ bei Vorliegen der Sättigungskonzentration von Substraten sind alle Enzyme ständig mit Substraten beladen ↳ Erhöhung der Substratkonzentration hat keine weitere Steigerung der Reaktionsgeschwindigkeit zur Folge - Geschwindigkeit der Reaktion von der Wechselzahl des jeweiligen Enzyms wird bestimmt ↳ = Anzahl der Substratmoleküle, die ein Enzymmolekül pro Sekunde umsetzt - Geschwindigkeit, mit der Enzyme Substrate umsetzen, kann sehr unterschiedlich sein -Hat man eine hohe Substratkonzentration, so verläuft die katalysierte Reaktion schneller als bei einer niedriegen Substratkonzetration hohe Wechselzahl bedeutet, dass die katalysierte Reaktion bei Vorliegen der Sättigungskonzentration schnell verläuft ↳ bei einer hohen Substratkonzentration sind mehr Enzyme belegt als bei einer niedrigen Konzentration ↳ Sind jedoch bereits alle Enzyme belegt, ist es irrelevant, ob man die Substratkonzeration noch weiter höht -Substratkonzetration bei halbmaximaler Geschwindigkeit nennt man nun Michealis-Menten-Konstante Km ↳ kann man die Eigenschaften eines Enzyms und dessen Substrat festlegen - Genau bei der halbmaximalen Reaktionsgeschwidigkeit (1/2Vmax) sind demnach genau die Hälfte der Enzyme belegt Hat man z.B. eine niedriege Michaelis-Menten-Konstante, so wird die halbmaximale Reaktionsgeschwindigkeit bei einer geringen Substratkonzeration erreicht große Affinität besteht zwischen dem Enzym und dem Substrat