Enzyme sind Biokatalysatoren, die in der Lage sind, chemische Reaktionen zu beschleunigen. Sie bestehen größtenteils aus Proteinen und weisen ein aktives Zentrum auf, welches sehr wirkungsspezifisch und substratspezifisch ist. Das aktive Zentrum ist so gestaltet, dass nur ein bestimmtes Substrat binden kann, und durch das Enzym wird nur eine der vielen möglichen Reaktionen des Substrates beschleunigt.
Struktur & Funktionalität
Die Enzyme weisen eine komplizierte räumliche Struktur auf, die als Tertiärstruktur bezeichnet wird. Um eine Reaktion auszulösen, treten Enzym und Substrat im aktiven Zentrum des Enzyms zusammen, wodurch ein Enzym-Substrat-Komplex entsteht. Bei dieser Reaktion wird das Substrat instabil, und aus dem Substrat entsteht dann das Produkt.
Einflussfaktoren
Die Arbeit der Enzyme ist vom Temperaturoptimum abhängig, und niedrige Substratkonzentration führt dazu, dass nicht alle Enzyme beladen werden. Mit zunehmender Substratkonzentration steigt die Wahrscheinlichkeit, dass das Substrat mit dem Enzym reagiert, jedoch führt eine weitere Erhöhung der Konzentration zu keinem weiteren Anstieg der Reaktionsgeschwindigkeit.
Schlüssel-Schloss-Prinzip
Das aktive Zentrum der Enzyme funktioniert nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip, wobei sich nur Substrate binden können, deren Struktur in das aktive Zentrum passt. Die Reaktion ist auch vom pH-Wert abhängig, wobei jedes Enzym ein anderes pH-Optimum aufweist, und bei zu hohen oder zu niedrigen pH-Werten sinkt die Aktivität.
Induced-fit-Modell
Das Induced-fit-Modell ist eine Erweiterung des Schlüssel-Schloss-Prinzips, bei dem sich ein Substrat an ein Enzym bindet, und Wechselwirkungen dazu führen, dass beide ihre Struktur geringfügig ändern.
Die Enzyme spielen eine wichtige Rolle im Stoffwechsel und sind entscheidend für die Verdauung. Sie wirken als Biokatalysatoren, indem sie bestimmte chemische Reaktionen beschleunigen. Einige Beispiele für Enzyme sind Amylase, Lipase und Protease. Die Funktion der Enzyme ist es, die Aktivierungsenergie herabzusetzen, um chemische Reaktionen zu ermöglichen. Dabei sind sie sehr spezifisch in Bezug auf ihre Wirkung und die zu beschleunigende Reaktion.
