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Regulation enzymkatalytischer Reaktionen

Regulation enzymkatalytischer Reaktionen

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Regulation enzymkatalytischer Reaktionen

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Wofür benötigt man diese Regulation?
➡z.B. zur Aufrechterhaltung unseres Blutzuckerspiegels
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Regulation enzymkatalytischer Reaktionen Wofür benötigt man diese Regulation? ➡z.B. zur Aufrechterhaltung unseres Blutzuckerspiegels ● ➡ bestimmter Stoffwechselreaktionen werden dafür benötigt Effektormoleküle bewirken dies ➡ Binden an das Enzymmolekül & erhöhen deren Aktivität (Aktivatoren) oder hemmen sie (Inhibitoren) ● ➡ Enzymatische Hemmungen Aktivität von Enzymen kann mit Hilfe verschiedener Mechanismen reguliert werden ,,enzymatische Hemmungen" Verminderung der Enzymaktivität durch einen Inhibitor ,,reversibel" ➡ Kann rückgängig gemacht werden ➡ Inhibitoren können vom Enzym wieder abgespalten oder verdrängt „irreversibel" werden Binden sich fest an das Enzym ➡ Nicht mehr rückgängig zu machen ➡ Inhibitoren binden sich so fest, dass es sich nicht vom Enzym lösen kann ➡ Aktivität des Enzyms geht verloren Kompetitive Hemmung >reversibel Chemische Struktur von Inhibitor- & Substratmolekülen ähneln sich ➡ KONKURRIEREN miteinander um die Bindung an das aktive Zentrum des Enzymmoleküls Hemmstoffmoleküle blockieren vorübergehend das Enzym ➡ Enzym kann keine Substrate mehr umsetzen Maximale Enzymaktivität bleibt in Anwesenheit des Hemmstoffes unverändert ● Enzymaktivität nimmt ab Substratmolekül Hohe Substratkonzentration: maximale Reaktionsgeschwindigkeit wird trotz der Anwesenheit von Inhibitormolekülen erreicht Reaktionsgeschwindigkeit nimmt ab Kein Produkt entsteht, da der Inhibitor nicht katalysiert wird Quellen: - Natura Biologiebuch S.70/71 Oberstufen Wissen Biologie -Why we treat our water with Enzymes (orendatech.com) https://www3.hhu.de/biodidaktik/Steuerung Regelung/enzyme/enzy2 1.html -Enzymhemmung - DocCheck Flexikon Enzym- molekül Reaktion -https://www.chemie.de/lexikon/Enzymhemmung.html -Krebs-Therapie: Forscher finden Mittel das Tumorwachstum bremsen kann (wiwo.de) kompetitiv Inhibitor- molekül keine Reaktion ● (Form von Allosterie (Allosterische Hemmung)) Hemmung, die nicht am aktiven Zentrum stattfindet ● Inhibitormoleküle sind den Substratmolekülen nicht ähnlich Binden außerhalb des aktiven Zentrums an das Enzymmolekül Räumliche Struktur ändert sich Substrat kann nicht mehr binden Keine...

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Konkurrenz ● ● Enzymmolekül ist inaktiv ● Enzymaktivität wird verringert Maximale Reaktionsgeschwindigkeit reduziert sich ● Hemmung kann durch eine Erhöhung der Substratkonzentration nicht verringert werden Allosterische Effekte Nicht-kompetitive Hemmung reversibel ● ● ● Allosterische Hemmung: eigentlich keine Hemmungen, sondern dient zur Regulation enzymatischer Reaktionen ,, allosterisch" ➡an anderer Stelle Bindungsstelle für allosterischen Inhibitor (allosterisches Zentrum) ● Einige Enzymmoleküle besitzen räumlich getrennt vom aktiven Zentrum eine weitere Bindungsstelle für die Aktivator- oder Inhibitormoleküle allosterische Zentrum räumliche Struktur des aktiven Zentrums ändert sich Substrat kann nicht gebunden werden Erhöhung der Substratkonzentration kann die Hemmung nicht kompensieren Allosterische Aktivierung: ● Aktivatoren erhöhen Enzymaktivität, Inhibitoren senken Enzymaktivität Je mehr Effektoren vorhanden sind, desto stärker verändert sich die Reaktionsgeschwindigkeit ● Reaktion Kein allosterisches Zentrum Inhibitor- molekül nicht kompetitiv Irreversible Hemmung ● Inhibitormolekül bindet dauerhaft an das Enzymmolekül Werden auch als „Enzymgifte“ bezeichnet Enzym ist inaktiviert keine Reaktion Schwermetall-Ionen wirken bereits in geringer Konzentration Binden an Sulfhydryl-Gruppen (SH-Gruppen) Temperaturerhöhung => Denaturierung ➡ Denaturierung immer irreversibel Enzymmolekül ➡ Ermöglicht eine präzise Regulation der Reaktionsgeschwindigkeit Inhibitormolekül keine Reaktion ➡ Verändern die Teritär- & Quartärstruktur der Proteine dauerhaft Dauerhaft funktionslos Substratmolekül Aktivatormolekül keine Reaktion Reaktion Enzym Reaktion Enzym Inhibitor- molekül nicht kompetitiv Enzym Hemm- stoff keine Reaktion Enzym Regulation enzymkatalysierter Reaktionen Inhalt o Allgemeine Informationen/Definitionen o Verschiedene Hemmungen Kompetitive Hemmung ▸ Nicht-kompetitive Hemmung ➤ Vergleich ➤ Allosterische Hemmung (bzw. Regulation) ➤ Irreversible Hemmung o Forschungen zu dem Bremsen des Tumorwachstums Reaktionsgeschwindigkeit (rel. Einheiten) Vmax 1 Substratkonzentration c V. ohne Inhibitormolekül mit Inhibitormolekül (kompetitiv) - mit Inhibitormolekül (nicht-kompetitiv) - V max max Vmax Reaktions- geschwindigkeit v max КМ1 KM2 ungehemmt KM1 - gehemmt →→ KM² Substratkonzentration Allgemeine Informationen/Definitionen ,,enzymatische Hemmungen" → Verminderung der Enzymaktivität durch einen Hemmstoff bzw. Inhibitor O Aktivität von Enzymen kann mit Hilfe verschiedener Mechanismen reguliert werden Aufrechterhaltung unseres Blutzuckerspiegels benötigt die Regulation bestimmter Stoffwechselreaktionen O Aktivatoren => erhöhen die Enzymaktivität O Inhibitoren => hemmen die Enzymmoleküle O Reversible Hemmungen=> kann rückgängig gemacht werden O Irreversible Hemmungen => nicht mehr rückgängig zu machen ENZYMES Enzym Why we treat our water with Enzymes (orendatech.com) Hemm- stoff Enzym S Enzym Kompetitive Hemmung S HẠN NH Hamstoff S HẠN NH Thoharnstoff Enzym O Reversible Hemmung O Chemische Struktur von Inhibitor- & Substratmolekülen ähneln sich → Konkurrenzkampf um Bindung an das aktive Zentrum O Hemmstoffmoleküle blockieren vorübergehend das Enzym Enzym kann keine Substrate mehr umsetzen O Maximale Enzymaktivität bleibt in Anwesenheit des Hemmstoffes unverändert O Menge der katalytisch aktiven Enzymmoleküle nimmt ab O o Reaktionsgeschwindigkeit nimmt ab O Kein Produkt entsteht, da der Inhibitor nicht katalysiert wird Reaktionsgeschwindigkeit (V) Vmax (Kontrolle) 2 KM1 Kompetitive Hemmung KM₂ ohne Hemmstoff mit Hemmstoff Hemmstoff Substrat Enzym Substratkonzentration Hemmstoffkonzentration niedrig: Substratkonzentration hoch; Substrat Enzym-Substrat-Komplex Reaktion https://www3.hhu.de/biodidaktik/Steuerung_Regelung/enzyme/enzy2_1.html Substrat aktives Zentrum Enzym Konkurrenz von Substrat und Hemmstoff um das Bindungszentrum Produkt Hemmstoff Hemmstoffkonzentration hoch; Substratkonzentration niedrig; Hemmstoff Enzym-Hemmstoff-Komplex keine Reaktion

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Cool, mit dem Lernzettel konnte ich mich richtig gut auf meine Klassenarbeit vorbereiten. Danke 👍👍

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