Grundlagen der Enzyme und ihre Funktionsweise
Enzyme sind Proteine, die als Biokatalysatoren wirken und aus Polypeptidketten bestehen. Das Herzstück jedes Enzyms ist sein aktives Zentrum, das wie ein Schloss funktioniert. Hier wird das spezifische Substrat gebunden und umgewandelt.
Enzyme arbeiten nach dem berühmten Schlüssel-Schloss-Prinzip. Das Substrat (der Schlüssel) passt genau ins aktive Zentrum (das Schloss) und bildet den Enzym-Substrat-Komplex. Dadurch wird die Aktivierungsenergie herabgesetzt und die Reaktion kann schneller ablaufen. Nach der Reaktion entstehen die Produkte und das Enzym steht wieder für neue Reaktionen zur Verfügung.
Besonders wichtig ist die Spezifität von Enzymen. Ein Enzym setzt immer nur ein bestimmtes Substrat um (Substratspezifität) und katalysiert häufig nur eine bestimmte Reaktion (Reaktionsspezifität). Diese Eigenschaft macht Enzyme zu präzisen Werkzeugen des Stoffwechsels.
💡 Tipp für die Klausur: Die Aktivierungsenergie ist die Energie, die nötig ist, damit eine Reaktion überhaupt starten kann. Enzyme senken diese Energiehürde, beschleunigen so die Reaktion, ohne selbst verbraucht zu werden!
Die Enzymaktivität wird stark von Temperatur und pH-Wert beeinflusst. Mit steigender Temperatur nimmt zunächst die Reaktionsgeschwindigkeit zu RGT−Regel, bis das Temperaturoptimum erreicht ist. Danach kommt es zur Denaturierung - die Raumstruktur wird zerstört und die Enzyme werden inaktiv. Ähnlich verhält es sich beim pH-Wert: Jedes Enzym hat seinen optimalen pH-Bereich, außerhalb dessen es denaturiert.