Regulation der Enzymaktivität

Enzymkatalysierte Reaktionen finden nicht in einer isolierten Umgebung statt. Vielmehr sind Enzyme Bestandteile komplexer physiologischer Reaktionswege, die aus vielen unterschiedlichen Schritten bestehen und an denen deshalb eine Reihe unterschiedlichster Reaktionspartner teilnehmen; mit die bekanntesten Beispiele für solche komplexen Stoffwechselwege sind die Glycolyse, die Photosynthese und die Synthese bzw. der Abbau von Fettsäuren. Die folgende Tabelle soll einen Eindruck der Vielzahl an Reaktionspartnern und Reaktionen vermitteln, die in einer Zelle reguliert werden müssen.

Für das Überleben der Zelle ist es außerdem wichtig, dass die Konzentration der Metaboliten streng kontrolliert wird. In der Zelle wird daher in der Regel nur ein sehr enger Konzentrationsbereich toleriert. Die Aktivität eines jeden Enzyms, das an diesen Stoffwechselwegen beteiligt ist, steht deshalb in engem Zusammenhang mit vorangegangenen und nachfolgenden Reaktionen und unterliegt daher verschiedenen Regulationsmechanismen. Kontrolliert werden vor allem Konzentration und Konformationszustand der Enzyme; dies geschieht auf verschiedenen Wegen, die sich durch unterschiedliche Geschwindigkeit und Zugriffsmöglichkeiten auszeichnen.

Neben der Bildung von Multienzymkomplexen als Mittel zur räumlichen Zusammenlagerung von Enzymen, die an einem Stoffwechselweg beteiligt sind, ist, als Sonderfall gewissermaßen, die in Zellen übliche räumliche Kompartimentierung als Einflussfaktor auf die Enzymaktivität zu nennen, da sie ein leichteres Zusammenfinden der Reaktionspartner ermöglicht.