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Tutorial MenueGrundlagen der BiokatalyseLerneinheit 3 von 4

Enzyme

Der Einfluss der Temperatur

Eine Erhöhung der Temperatur bewirkt eine Beschleunigung von enzymatischen und nicht-enzymatischen Reaktionen. In biologischen Systemen laufen Reaktionen bei 0 °C so gut wie gar nicht ab. Erhöht man die Temperatur über 0 °C, so wird die Reaktion langsam beschleunigt, bis sie bei 37 °C ein Maximum erreicht. Temperaturen über 37 °C verändern bei vielen Enzymen die für die Funktion wichtige räumliche Struktur (Tertiärstruktur), die Reaktionsgeschwindigkeit wird dadurch vermindert. Das Optimum der Wirkung liegt bei den meisten Enzymen zwischen 30 und 45 °C, bei Temperaturen unter 10 °C oder über 60 °C arbeiten die meisten Enzyme nicht mehr.

RGT-Regel (Reaktionsgeschwindigkeits-Temperatur-Regel)
Die Geschwindigkeit Enzym-katalysierter Reaktionen steigt pro 10 °C um den Faktor 2-3.
Abb.1
Abhängigkeit der Enzymaktivität von der Temperatur
Hinweis
Es gibt Enzyme, deren Funktionen nicht diesen engen Grenzen unterworfen sind und die dadurch besonders interessant für die Forschung und Industrie sind. Ihren Wirten wird dadurch das Überleben in extremen Lebensräumen ermöglicht. Ein Beispiel für solche extreme Enzyme ist die Taq-Polymerase aus dem Archaebakterium Thermus aquaticus, das in heißen Quellen lebt. Die Taq-Polymerase ist eine DNA-Polymerase, die selbst bei Temperaturen über 95 °C noch aktiv ist. Durch ihre Verwendung in der Polymerase-Kettenreaktion ist die Taq-Polymerase eines der wichtigsten Enzyme in der modernen Molekularbiologie.
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