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Einführung Katalyse/Enzyme

Enzyme

Die Reaktionen in lebenden Organismen laufen bei verhältnismäßig kleinen Temperaturen, in der Regel unter 40 °C ab. Damit sie ausreichend schnell ablaufen, sind hochaktive Katalysatoren, die Enzyme, am Werk. Die Enzyme sind Proteine, in die teilweise Metallkomplexe oder organische Cofaktoren eingelagert sind. Enzyme arbeiten nicht nur schnell, sondern auch sehr selektiv, d.h. sie besitzen (in der Regel) eine hohe Substratspezifität. Dies ist in biochemischen Systemen sehr wichtig, da in den Zellen ein Gemisch sehr ähnlicher Verbindungen vorliegt, von denen oft nur eine in einer speziellen Weise umgesetzt werden soll. Ein weiteres Charakteristikum der Enzyme ist die vielseitige Regulationsmöglichkeit ihrer Aktivität.

Auch bei den Enzymen kommen homogene und heterogene Katalyse vor: Die Proteine können im Cytoplasma gelöst vorkommen (homogen) oder in eine Membran eingebunden sein (heterogen).

Abb.1

Die Amylase kommt im Mundspeichel vor. Sie gehört zu den Verdauungsenzymen und spaltet die Glucose-Ketten der Stärke in das Disaccharid Maltose.

Abb.2

Die Succinat-Dehydrogenase befindet sich in der inneren Mitochondrien-Membran. Sie ist Teil des Citrat-Cyclus und der Atmungskette. Im Citrat-Cyclus spaltet das Enzym zwei Wasserstoffatome unter Bildung einer Doppelbindung aus Succinat (Bernsteinsäure) ab, wobei Fumarat (Fumarsäure) entsteht. Die Wasserstoff-Atome werden auf das Coenzym FAD übertragen.

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