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Enzyme einfach erklärt: Enzym-Substrat-Komplex, pH-Optimum, Biokatalysator und mehr

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majo

7.11.2021

Biologie

Enzyme - (Biokatalysator, Enzymgruppen, Enzymhemmung, Substratumsetzung)

Enzyme einfach erklärt: Enzym-Substrat-Komplex, pH-Optimum, Biokatalysator und mehr

Enzyme sind Biokatalysatoren, die chemische Reaktionen in Organismen ermöglichen und beschleunigen. Sie bestehen aus Proteinen und haben eine spezifische dreidimensionale Struktur. Enzyme senken die Aktivierungsenergie von Reaktionen und bilden dabei einen Enzym-Substrat-Komplex. Ihre Aktivität wird durch verschiedene Faktoren wie pH-Wert, Temperatur und Inhibitoren beeinflusst.

...

7.11.2021

1002

Biologie - Enzyme (Klasse 12 (G9) grundlegendes Niveau)
Basics:
- Enzyme sind Proteine (Polypeptidketten)
- liegen in der Tertiärstruktur vo

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Enzymgruppen und ihre Funktionen

Es gibt verschiedene Enzymgruppen, die jeweils spezifische Funktionen im Organismus erfüllen.

Example: Die Hydrolase-Enzyme, wie Maltase oder Saccharase, spalten Substrate unter Verwendung von Wasser.

Die Wirkungsspezifität der Enzyme bedeutet, dass jedes Enzym in der Regel nur eine bestimmte Veränderung des Substrates bewirken kann. Dies gewährleistet eine präzise Steuerung biochemischer Prozesse.

Die Abhängigkeit der Enzymaktivität von der Substratkonzentration lässt sich durch das Michaelis-Menten-Diagramm darstellen. Bei niedriger Substratkonzentration bilden sich wenige Enzym-Substrat-Komplexe, was zu einer geringen Stoffumsatzgeschwindigkeit führt. Mit steigender Substratkonzentration erhöht sich die Reaktionsgeschwindigkeit, bis eine Sättigung erreicht ist.

Definition: Die Michaelis-Menten-Konstante KWertK-Wert ist die Substratkonzentration, bei der die Hälfte der Enzyme mit Substraten besetzt ist und mit halbmaximaler Geschwindigkeit arbeitet.

Das pH-Optimum und das Temperaturoptimum sind entscheidende Faktoren für die Enzymaktivität:

  • Jedes Enzym hat ein spezifisches pH-Optimum, bei dem es die höchste Aktivität zeigt. Abweichungen können zur Denaturierung führen.
  • Die Enzymaktivität steigt mit der Temperatur bis zu einem Optimum an. Danach kommt es zur Denaturierung.

Highlight: Die Reaktionsgeschwindigkeits-Temperatur-Regel RGTRegelRGT-Regel besagt, dass eine Temperaturerhöhung um 10°C die Reaktionsgeschwindigkeit verdoppelt, bis das Temperaturoptimum erreicht ist.

Der "induced fit"-Mechanismus beschreibt, wie sich in einigen Fällen Enzym und Substrat bei der Annäherung in ihrer Struktur anpassen, um eine optimale Bindung zu ermöglichen.

Biologie - Enzyme (Klasse 12 (G9) grundlegendes Niveau)
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Hemmung und Aktivierung der Enzymaktivität

Die Regulation der Enzymaktivität ist ein wichtiger Mechanismus zur Steuerung biochemischer Prozesse. Hemmstoffe, sogenannte Inhibitoren, können die Enzymaktivität beeinflussen und die Substratumsetzung regulieren.

Definition: Enzymhemmung kann reversibel umkehrbarumkehrbar oder irreversibel nichtumkehrbarnicht umkehrbar sein.

Es gibt verschiedene Arten der reversiblen Enzymhemmung:

  1. Kompetitive Hemmung: Substrat und Hemmstoff konkurrieren um das aktive Zentrum des Enzyms.
  2. Nicht-kompetitive Hemmung: Der Hemmstoff bindet an einer anderen Stelle des Enzyms und verändert dessen Raumstruktur.
  3. Allosterische Hemmung: Der Hemmstoff bindet an einem allosterischen Zentrum und beeinflusst die Enzymaktivität.

Highlight: Die Enzymregulation durch Hemmstoffe ermöglicht eine feine Abstimmung biochemischer Reaktionen im Organismus.

Die Kenntnis dieser Regulationsmechanismen ist von großer Bedeutung für das Verständnis von Stoffwechselprozessen und die Entwicklung von Medikamenten, die auf Enzymaktivitäten einwirken.

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Philipp, iOS User

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Lena, iOS Userin

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

 

Biologie

1.002

7. Nov. 2021

3 Seiten

Enzyme einfach erklärt: Enzym-Substrat-Komplex, pH-Optimum, Biokatalysator und mehr

M

majo

@majo_kayx

Enzyme sind Biokatalysatoren, die chemische Reaktionen in Organismen ermöglichen und beschleunigen. Sie bestehen aus Proteinen und haben eine spezifische dreidimensionale Struktur. Enzyme senken die Aktivierungsenergie von Reaktionen und bilden dabei einen Enzym-Substrat-Komplex. Ihre Aktivität wird durch verschiedene Faktoren wie... Mehr anzeigen

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Enzymgruppen und ihre Funktionen

Es gibt verschiedene Enzymgruppen, die jeweils spezifische Funktionen im Organismus erfüllen.

Example: Die Hydrolase-Enzyme, wie Maltase oder Saccharase, spalten Substrate unter Verwendung von Wasser.

Die Wirkungsspezifität der Enzyme bedeutet, dass jedes Enzym in der Regel nur eine bestimmte Veränderung des Substrates bewirken kann. Dies gewährleistet eine präzise Steuerung biochemischer Prozesse.

Die Abhängigkeit der Enzymaktivität von der Substratkonzentration lässt sich durch das Michaelis-Menten-Diagramm darstellen. Bei niedriger Substratkonzentration bilden sich wenige Enzym-Substrat-Komplexe, was zu einer geringen Stoffumsatzgeschwindigkeit führt. Mit steigender Substratkonzentration erhöht sich die Reaktionsgeschwindigkeit, bis eine Sättigung erreicht ist.

Definition: Die Michaelis-Menten-Konstante KWertK-Wert ist die Substratkonzentration, bei der die Hälfte der Enzyme mit Substraten besetzt ist und mit halbmaximaler Geschwindigkeit arbeitet.

Das pH-Optimum und das Temperaturoptimum sind entscheidende Faktoren für die Enzymaktivität:

  • Jedes Enzym hat ein spezifisches pH-Optimum, bei dem es die höchste Aktivität zeigt. Abweichungen können zur Denaturierung führen.
  • Die Enzymaktivität steigt mit der Temperatur bis zu einem Optimum an. Danach kommt es zur Denaturierung.

Highlight: Die Reaktionsgeschwindigkeits-Temperatur-Regel RGTRegelRGT-Regel besagt, dass eine Temperaturerhöhung um 10°C die Reaktionsgeschwindigkeit verdoppelt, bis das Temperaturoptimum erreicht ist.

Der "induced fit"-Mechanismus beschreibt, wie sich in einigen Fällen Enzym und Substrat bei der Annäherung in ihrer Struktur anpassen, um eine optimale Bindung zu ermöglichen.

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Hemmung und Aktivierung der Enzymaktivität

Die Regulation der Enzymaktivität ist ein wichtiger Mechanismus zur Steuerung biochemischer Prozesse. Hemmstoffe, sogenannte Inhibitoren, können die Enzymaktivität beeinflussen und die Substratumsetzung regulieren.

Definition: Enzymhemmung kann reversibel umkehrbarumkehrbar oder irreversibel nichtumkehrbarnicht umkehrbar sein.

Es gibt verschiedene Arten der reversiblen Enzymhemmung:

  1. Kompetitive Hemmung: Substrat und Hemmstoff konkurrieren um das aktive Zentrum des Enzyms.
  2. Nicht-kompetitive Hemmung: Der Hemmstoff bindet an einer anderen Stelle des Enzyms und verändert dessen Raumstruktur.
  3. Allosterische Hemmung: Der Hemmstoff bindet an einem allosterischen Zentrum und beeinflusst die Enzymaktivität.

Highlight: Die Enzymregulation durch Hemmstoffe ermöglicht eine feine Abstimmung biochemischer Reaktionen im Organismus.

Die Kenntnis dieser Regulationsmechanismen ist von großer Bedeutung für das Verständnis von Stoffwechselprozessen und die Entwicklung von Medikamenten, die auf Enzymaktivitäten einwirken.

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Grundlagen der Enzyme

Enzyme sind die Grundlage vieler biologischer Prozesse. Sie fungieren als Biokatalysatoren und beschleunigen chemische Reaktionen in Organismen.

Definition: Enzyme sind Proteine, die aus Polypeptidketten bestehen und in der Tertiärstruktur vorliegen.

Die Funktionsweise von Enzymen basiert auf dem Schlüssel-Schloss-Prinzip. Das Substrat lagert sich dabei in das aktive Zentrum des Enzyms ein und bildet einen Enzym-Substrat-Komplex.

Highlight: Enzyme katalysieren sowohl Hin- als auch Rückreaktionen und gehen unverbraucht aus der chemischen Reaktion hervor.

Der Enzym-Substrat-Komplex Ablauf lässt sich wie folgt beschreiben:

  1. Das Substrat bindet an das aktive Zentrum des Enzyms.
  2. Es bildet sich der Enzym-Substrat-Komplex.
  3. Die Umsetzung zu den Produkten wird katalysiert.
  4. Die Produkte lösen sich vom aktiven Zentrum.

Vocabulary: Aktivierungsenergie - Die Energie, die benötigt wird, um eine chemische Reaktion in Gang zu setzen.

Enzyme senken die Aktivierungsenergie und ermöglichen so Reaktionen, die sonst nicht oder nur sehr langsam ablaufen würden. Dies macht sie zu unverzichtbaren Bestandteilen des Stoffwechsels.

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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

iOS user

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

iOS user

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

Jana V

iOS user

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

Android user

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

iOS user

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

Android user

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

Android user

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

Android user

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

iOS user

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

Android user

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

iOS user

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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

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Lena M

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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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Greenlight Bonnie

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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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