Einführung in die Kinetik V (Kinetische Analyse und Experimente)
Aktivität von Enzymen: Katalase
Bei Oxidationsreaktionen im menschlichen Organismus, an denen Sauerstoff beteiligt ist, kann auch Wasserstoffperoxid () in kleinen Mengen entstehen. Dieses sehr agressive Oxidationsmittel kann die Zellen schädigen. Daher wird es von entsprechenden Enzymen sofort zersetzt. Das wichtigste Enzym für die -Spaltung ist die Katalase. Sie kommt in allen Geweben vor, sowie als Enzym auch im Blut. Dieses Experiment zeigt die hohe Aktivität des Enzyms bei der Spaltung von Wasserstoffperoxid:
Die -Spaltung wird auch von vielen Schwermetall-Ionen katalysiert, beispielsweise von Eisen(III)-Ionen (). Deren Aktivität ist jedoch vergleichsweise gering. Wird stattdessen der ebenfalls enthaltende Häm-Komplex verwendet, nimmt die Reaktionsgeschwindigkeit deutlich zu. Katalase enthält wiederum einen Eisen(III)-Häm-Komplex im aktiven Zentrum. Dieses Enzym ist auf die Zersetzung von spezialisiert. Schon bei Zugabe sehr kleiner Katalase-Mengen setzt eine außerordentlich heftige Reaktion ein.
Drei Reagenzgläser werden je zu 1/4 mit 3%iger -Lösung gefüllt. Es ist keine Gasentwicklung zu beobachten. Das erste Reagenzglas bleibt als Vergleich unverändert. In das zweite Glas werden einige Tropfen einer 5%igen Eisen(III)-chlorid-Lösung gegeben. Es zeigt sich eine deutliche Gasentwicklung. In das dritte Reagenzglas kommen einige Tropfen Blut. Obwohl im Blut die Katalysator-Konzentration um das 1000-fache geringer ist als in der Eisenchlorid-Lösung, tritt eine heftige Sauerstoff-Entwicklung ein.
Siehe auch die Lerneinheit Einführung Katalyse/Enzyme.