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Biokatalyse

Übersichtsseite mit einer empfohlenen Reihenfolge der Lerneinheiten des Themengebietes "Biokatalyse" für das Studium des Stoffwechsels im Fach Biochemie.

Biokatalyse Level 245 min.

Es werden die grundsätzlichen Merkmale und Abläufe einer Biokatalyse beschrieben, d.h. energetisches Prinzip, Katalysatoren, Reaktionsverlauf mit Verringerung der Aktivierungsenergie, Übergangszustand, etc. Die Einheit ist die Grundlage für weiterführende Lerneinheiten über Enzyme und Enzymreaktionen.

Reaktionsmechanismen in der Biokatalyse Level 130 min.

Diese Lerneinheit bietet einen Einstieg in die Grundlagen der Katalyse biologischer Systeme.

Michaelis-Menten-Gleichung Level 245 min.

Erläuterung der Michaelis-Menten-Gleichung und deren Anwendung auf Steady-State-Kinetik; Einführung der Dissoziationskonstante; Vergleich nicht-lineare Darstellung mit linearer Darstellung; Erläuterung der Lineweaver-Burk-Darstellung, der Hanes-Darstellung und der Eadie-Hofstee-Darstellung und deren Nachteile und Anwendungen; Unterschied der Kinetik einer irreversiblen und der einer reversiblen Reaktion; Haldane-Gleichung.

Enzyme Level 160 min.

Es werden die Grundlagen einer enzymatischen Reaktion beschrieben, sowie die grundsätzlichen Merkmale von Enzymen. Das aktive Zentrum wird erklärt sowie das Schlüssel-Schloss-Prinzip bzw. der induced fit. Außerdem werden die Begriffe Apo- und Holoenzym und Isoenzym bzw. Alloenzym erläutert.

Enzymregulation - Einführung Level 130 min.

Es werden allgemeine Grundlagen der Regulation eines Enzyms erläutert, darunter Möglichkeiten der Einflussnahme auf die Enzymkonformation und -konzentration und Multienzymkomplexe.

Allosterie Level 270 min.

Hier wird die Allosterie als Mechanismus zur Regulation der Enzymaktivität erläutert: die Glycogen-Phosphorylase als Beispiel eines allosterisch regulierten Enzyms und Hämoglobin als Beispiel eines allosterisch regulierten Proteins.

Kooperativität Level 260 min.

Beschreibung des Mechanismus der Kooperativität als Regulationsmöglichkeit der Enzymaktivität. Erläuterung der T- und der R-Form eines Enzyms am Beispiel Hämoglobin.

Regulation der Enzymkonformation Level 260 min.

Es werden physiologische und physikalische Mechanismen der Regulation der Enzymkonformation beschrieben und Beispiele gegeben. Es wird auf verschiedene Formen der Hemmung eingegangen (z.B. kompetitiv, unkompetitiv und nicht kompetitiv), Allosterie und Kooperativität, sowie auf den Einfluss von Temperatur und pH-Wert.

Regulation der Enzymkonzentration Level 370 min.

Es werden verschiedene Wege der Regulation der Enzymkonzentration aufgeführt: genetische Regulation am Beispiel des lac-Operons, Katabolit-Repression und proteolytische Spaltung.

Kinetik der Enzymhemmung Level 245 min.

Beschreibung einiger Möglichkeiten der reversiblen und irreversiblen Enzymhemmung: Unterscheidung zwischen kompetitiver, nicht-kompetitiver und unkompetitiver Hemmung und deren Kinetik. Suizid-Inhibitoren als Beispiel für irreversible Hemmung.

Tutorials

Grundlagen der Biokatalyse

Beschreibung der Reaktionsmechanismen enzymkatalysierter Reaktionen; Kennzeichen von Enzymen und Einteilung in Enzymklassen.

Biokatalyse: Prinzipien

Am Beispiel der Acetylcholin-Esterase werden wichtige Prinzipien der Biokatalyse veranschaulicht. Die Grundlagen der Michaelis-Menten-Gleichung werden vermittelt

Enzymregulation

Grundlagen und Mechanismen der Enzymregulation, Kinetik der Enzymhemmung