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Was machen Enzyme im Körper? Einfache Beispiele und die RGT-Regel

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L

Luca

19.3.2021

Biologie

Enzymatik

Was machen Enzyme im Körper? Einfache Beispiele und die RGT-Regel

Enzyme und ihre Funktionen im menschlichen Stoffwechsel spielen eine zentrale Rolle als Biokatalysatoren. Diese essentiellen Proteine ermöglichen biochemische Reaktionen und steuern wichtige Stoffwechselprozesse.

Hauptpunkte:

  • Was sind Enzyme: Biokatalysatoren, die chemische Reaktionen im Körper ermöglichen und beschleunigen
  • Enzyme im Körper sind temperaturabhängig und arbeiten optimal zwischen 30-45°C
  • Die Denaturierung von Enzymen beginnt bei etwa 40°C und ist bei 60°C vollständig
  • Kompetitive Hemmung durch Inhibitoren beeinflusst die Enzyme im Stoffwechsel
...

19.3.2021

2805

Zusammenfassung: Enzymatik
Enzyme sind Biokatalysatoren
Ein Katalysator ist ein Molekül oder Stoff, der bei einer Reaktion nicht selbst verb

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RGT-Regel und Temperaturoptimum der Katalase

Die RGT-Regel ReaktionsgeschwindigkeitsTemperaturregelReaktionsgeschwindigkeits-Temperaturregel beschreibt den Zusammenhang zwischen Temperatur und der Geschwindigkeit enzymatischer Reaktionen. Am Beispiel der Katalase aus Kartoffeln wird das Temperaturoptimum eines Enzyms bestimmt.

Vocabulary: Katalase ist ein Enzym, das Wasserstoffperoxid zu Sauerstoff und Wasser umsetzt.

Versuchsaufbau zur Bestimmung des Temperaturoptimums:

  1. Gewinnung von Katalase aus einer geriebenen Kartoffel
  2. Vorbereitung von Reagenzgläsern mit Katalase-Lösung
  3. Erwärmung der Lösungen in Wasserbädern unterschiedlicher Temperatur 10°Cbis60°C10°C bis 60°C
  4. Zugabe von Wasserstoffperoxid-Lösung
  5. Messung der Schaumbildung als Indikator für die Enzymaktivität

Highlight: Die Höhe der Schaumkrone dient als Maß für die Aktivität der Katalase bei verschiedenen Temperaturen.

Zusammenfassung: Enzymatik
Enzyme sind Biokatalysatoren
Ein Katalysator ist ein Molekül oder Stoff, der bei einer Reaktion nicht selbst verb

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Denaturierung von Enzymen

Mit steigender Temperatur nimmt zunächst die Aktivität von Enzymen zu. Ab etwa 40°C beginnt jedoch die Denaturierung, bei der die Struktur des Enzyms zerstört wird.

Definition: Denaturierung ist die strukturelle Veränderung von Biomolekülen wie Proteinen, die meist mit einem Verlust der biologischen Funktion einhergeht.

Der Prozess der Denaturierung verläuft in folgenden Schritten:

  1. Aufbrechen der Van-der-Waals-Kräfte
  2. Lösen der Wasserstoffbrückenbindungen
  3. Auflösung der Ionenbindungen
  4. Bruch von Disulfidbrücken und Peptidbindungen

Highlight: Bei Organismen, die an hohe Temperaturen angepasst sind, sind mehr Disulfidbrücken an der Stabilisierung der Tertiärstruktur von Enzymen beteiligt.

Zusammenfassung: Enzymatik
Enzyme sind Biokatalysatoren
Ein Katalysator ist ein Molekül oder Stoff, der bei einer Reaktion nicht selbst verb

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Temperaturabhängigkeit enzymatischer Reaktionen

Die Aktivität von Enzymen ist stark temperaturabhängig. Der Verlauf lässt sich wie folgt beschreiben:

  • Bei 0°C laufen kaum chemische Reaktionen ab
  • Mit steigender Temperatur nimmt die Reaktionsgeschwindigkeit zu
  • Das Optimum liegt für die meisten Enzyme zwischen 30 und 45°C
  • Über dem Optimum nimmt die Aktivität aufgrund von Denaturierung rapide ab
  • Bei etwa 60°C findet meist keine Reaktion mehr statt

Example: Die RGT-Regel besagt, dass eine Temperaturerhöhung um 10°C die Reaktionsgeschwindigkeit etwa verdoppelt bis vervierfacht.

Highlight: Unter 10°C oder über 60°C arbeiten die meisten Enzyme nicht mehr effektiv.

Zusammenfassung: Enzymatik
Enzyme sind Biokatalysatoren
Ein Katalysator ist ein Molekül oder Stoff, der bei einer Reaktion nicht selbst verb

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Sättigungskurve der Enzymaktivität

Die Aktivität von Enzymen hängt nicht nur von der Temperatur, sondern auch stark von der Konzentration der Substrate ab. Diese Abhängigkeit folgt einer Sättigungskurve.

Definition: Die Sättigungskurve zeigt, wie die Enzymaktivität mit steigender Substratkonzentration zunimmt, bis ein Maximum erreicht ist.

Charakteristika der Sättigungskurve:

  • Bei niedriger Substratkonzentration steigt die Aktivität zunächst linear an
  • Mit zunehmender Konzentration flacht die Kurve ab
  • Bei hoher Konzentration wird ein Sättigungswert erreicht, bei dem alle Enzyme voll ausgelastet sind

Highlight: Die begrenzte Kapazität eines Enzyms ist der Grund für die Sättigungscharakteristik. Ein Enzym-Molekül kann pro Zeiteinheit nur eine bestimmte Anzahl von Substrat-Molekülen verarbeiten.

Vocabulary: Die Wechselzahl gibt an, wie viele Substratmoleküle ein Enzym pro Zeiteinheit umsetzen kann.

Zusammenfassung: Enzymatik
Enzyme sind Biokatalysatoren
Ein Katalysator ist ein Molekül oder Stoff, der bei einer Reaktion nicht selbst verb

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Kompetitive Hemmung

Die Enzyme gegen Entzündungen können durch verschiedene Mechanismen gehemmt werden.

Definition: Bei der kompetitiven Hemmung konkurrieren Substrat und Inhibitor um das aktive Zentrum.

Beispiel: Die Alkohol-Dehydrogenase ADHADH und ihre Hemmung durch Methanol.

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Lena, iOS Userin

Ich liebe diese App ❤️, ich benutze sie eigentlich immer, wenn ich lerne.

 

Biologie

2.805

19. März 2021

6 Seiten

Was machen Enzyme im Körper? Einfache Beispiele und die RGT-Regel

L

Luca

@luca_kvcj

Enzyme und ihre Funktionen im menschlichen Stoffwechsel spielen eine zentrale Rolle als Biokatalysatoren. Diese essentiellen Proteine ermöglichen biochemische Reaktionen und steuern wichtige Stoffwechselprozesse.

Hauptpunkte:

  • Was sind Enzyme: Biokatalysatoren, die chemische Reaktionen im Körper ermöglichen und beschleunigen
  • Enzyme im Körper... Mehr anzeigen

Zusammenfassung: Enzymatik
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RGT-Regel und Temperaturoptimum der Katalase

Die RGT-Regel ReaktionsgeschwindigkeitsTemperaturregelReaktionsgeschwindigkeits-Temperaturregel beschreibt den Zusammenhang zwischen Temperatur und der Geschwindigkeit enzymatischer Reaktionen. Am Beispiel der Katalase aus Kartoffeln wird das Temperaturoptimum eines Enzyms bestimmt.

Vocabulary: Katalase ist ein Enzym, das Wasserstoffperoxid zu Sauerstoff und Wasser umsetzt.

Versuchsaufbau zur Bestimmung des Temperaturoptimums:

  1. Gewinnung von Katalase aus einer geriebenen Kartoffel
  2. Vorbereitung von Reagenzgläsern mit Katalase-Lösung
  3. Erwärmung der Lösungen in Wasserbädern unterschiedlicher Temperatur 10°Cbis60°C10°C bis 60°C
  4. Zugabe von Wasserstoffperoxid-Lösung
  5. Messung der Schaumbildung als Indikator für die Enzymaktivität

Highlight: Die Höhe der Schaumkrone dient als Maß für die Aktivität der Katalase bei verschiedenen Temperaturen.

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Denaturierung von Enzymen

Mit steigender Temperatur nimmt zunächst die Aktivität von Enzymen zu. Ab etwa 40°C beginnt jedoch die Denaturierung, bei der die Struktur des Enzyms zerstört wird.

Definition: Denaturierung ist die strukturelle Veränderung von Biomolekülen wie Proteinen, die meist mit einem Verlust der biologischen Funktion einhergeht.

Der Prozess der Denaturierung verläuft in folgenden Schritten:

  1. Aufbrechen der Van-der-Waals-Kräfte
  2. Lösen der Wasserstoffbrückenbindungen
  3. Auflösung der Ionenbindungen
  4. Bruch von Disulfidbrücken und Peptidbindungen

Highlight: Bei Organismen, die an hohe Temperaturen angepasst sind, sind mehr Disulfidbrücken an der Stabilisierung der Tertiärstruktur von Enzymen beteiligt.

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Temperaturabhängigkeit enzymatischer Reaktionen

Die Aktivität von Enzymen ist stark temperaturabhängig. Der Verlauf lässt sich wie folgt beschreiben:

  • Bei 0°C laufen kaum chemische Reaktionen ab
  • Mit steigender Temperatur nimmt die Reaktionsgeschwindigkeit zu
  • Das Optimum liegt für die meisten Enzyme zwischen 30 und 45°C
  • Über dem Optimum nimmt die Aktivität aufgrund von Denaturierung rapide ab
  • Bei etwa 60°C findet meist keine Reaktion mehr statt

Example: Die RGT-Regel besagt, dass eine Temperaturerhöhung um 10°C die Reaktionsgeschwindigkeit etwa verdoppelt bis vervierfacht.

Highlight: Unter 10°C oder über 60°C arbeiten die meisten Enzyme nicht mehr effektiv.

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Sättigungskurve der Enzymaktivität

Die Aktivität von Enzymen hängt nicht nur von der Temperatur, sondern auch stark von der Konzentration der Substrate ab. Diese Abhängigkeit folgt einer Sättigungskurve.

Definition: Die Sättigungskurve zeigt, wie die Enzymaktivität mit steigender Substratkonzentration zunimmt, bis ein Maximum erreicht ist.

Charakteristika der Sättigungskurve:

  • Bei niedriger Substratkonzentration steigt die Aktivität zunächst linear an
  • Mit zunehmender Konzentration flacht die Kurve ab
  • Bei hoher Konzentration wird ein Sättigungswert erreicht, bei dem alle Enzyme voll ausgelastet sind

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Die Enzyme gegen Entzündungen können durch verschiedene Mechanismen gehemmt werden.

Definition: Bei der kompetitiven Hemmung konkurrieren Substrat und Inhibitor um das aktive Zentrum.

Beispiel: Die Alkohol-Dehydrogenase ADHADH und ihre Hemmung durch Methanol.

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Enzyme als Biokatalysatoren

Enzyme sind spezielle Proteine, die als Biokatalysatoren fungieren und lebenswichtige chemische Reaktionen im Körper ermöglichen. Sie beschleunigen Stoffwechselprozesse, ohne dabei selbst verbraucht zu werden.

Definition: Ein Katalysator ist ein Molekül oder Stoff, der eine chemische Reaktion beschleunigt, ohne dabei selbst verbraucht zu werden.

Enzyme können auf zwei Arten wirken:

  1. Als "Partnervermittler", die beim Knüpfen von Bindungen helfen
  2. Als "Scheidungsrichter", die beim Brechen von Bindungen assistieren

Highlight: Ohne Enzyme würden die meisten chemischen Reaktionen in unserem Körper nicht ablaufen. Sie sind essentiell für Stoffwechsel, Fettverbrennung und viele andere Körperfunktionen.

Die Glimmspanprobe wird als Beispiel für eine einfache chemische Reaktion vorgestellt. Sie dient zum Nachweis von Sauerstoff und demonstriert anschaulich, wie chemische Reaktionen ablaufen können.

Example: Bei der Glimmspanprobe flammt ein glimmender Holzspan in sauerstoffreicher Umgebung auf und brennt weiter.

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

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Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

Android user

Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

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Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

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Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

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Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

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Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

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Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

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Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

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Marcus B

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Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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Sudenaz Ocak

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Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

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Julia S

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Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

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Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

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