Arbeitsblatt Enzym-Substrat-Bindung

Arbeitsblatt Enzym-Substrat-Bindung

1. Enzym + Substrat -> Enzym-Substrat-Komplex -> Produkt + Enzym

Diese Wortgleichung beschreibt die folgenden Schritte, die in einer enzymvermittelten Reaktion stattfinden:

1. Bildung des Substrats an das Enzym, wodurch ein Enzym- Substrat-Komplex gebildet wird.
2. Überführung des Substrats in das Produkt durch Veränderung der chemischen Struktur des Substrats, die durch die spezifische Anordnung von Atomgruppen an der aktiven Stelle des Enzyms vermittelt wird.
3. Freisetzung des Produkts und des Enzyms, wodurch das Enzym wiederverwendet werden kann.

🡺 Diese Wortgleichung zeigt, dass das Enzym eine katalytische Funktion hat und dass es während der Reaktion unveränderbar bleibt.

1. Die Substratspezifität von Enzymen beschreibt die Fähigkeit eines Enzyms, nur ganz bestimmte Substrate zu binden. Diese Bindung erfolgt, wenn Enzym und Substrat zueinander passen, wodurch eine Wechselwirkung zwischen beiden ausgebildet werden kann (Schlüssel- Schloss-Prinzip). Diese Anpassung erfolgt durch das induced-fit Modell, bei dem Enzym und Substrat sich in ihrer räumlichen Gestalt aneinander anpassen und chemische Bindungen eingehen können. So kann das Energieniveau des Enzym-Substrat-Komplexes gesenkt werden und somit auch die Aktivierungsenergie für die gesamte Energie.

Die spezifische Bindung eines Substrates an ein Enzym hängt von der Struktur des Enzyms ab, insbesondere von den Seitengruppen des Enzyms, die entscheidend für seine Aktivität sind. Im Fall von Chymotrypsin (eine Protease im Dünndarm von Wirbeltieren) sind die Seitengruppen Serin-195, Histidin-57 und Asparaginsäure-102 für seine Aktivität entscheidend.

1. Die Wechselwirkung zwischen Chymotrypsin und seinem Substrat wird durch das "Schlüssel-Schloss-Prinzip" beschrieben. Das bedeutet, dass nur ganz bestimmte Substrate an das aktive Zentrum von Chymotrypsin

binden können. Um eine Wechselwirkung zwischen Enzym und Substrat auszubilden, müssen diese eine passende räumliche Gestalt aufweisen, damit chemische Bindungen miteinander eingehen können. Dies wird als "induced-fit-Modell" bezeichnet. Wenn Enzym und Substrat eine solche Wechselwirkung eingehen, wird das Energieniveau des Enzym-Substrat- Komplexes gesenkt, was die Aktivierungsenergie für die gesamte Reaktion verringert.

1. Polypeptid + Chymotrypsin -> Produkte

Chymotrypsin agiert dabei als katalytisches Zentrum und bringt die Polypeptidkette durch chemische Spaltungen in einer gezielt gesteuerten Weise in kürzere Abschnitte zu spalten. Dies veranschaulicht die spezifische Funktion von Chymotrypsin als Protease, das heißt, als Enzym, das Polypeptide spaltet. Es zeigt auch die Substratspezifität von Enzymen, da Chymotrypsin aufgrund seiner räumlichen Struktur nur ganz bestimmte Substrate erkennt und binden kann. Außerdem verdeutlicht die Reaktionsgleichung, dass Enzyme die Energiebarriere einer Reaktion überwinden und somit die Reaktionsgeschwindigkeit erhöhen können.

Ohne Enzyme läuft nichts

1. Ein Katalysator ist eine Substanz, die die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion erhöht, ohne selbst verbraucht zu werden.

Ein Enzym ist ein biologischer Katalysator, der spezifische chemische Reaktionen in einer lebenden Zelle beschleunigt. Eis ist aus Proteinen aufgebaut und hat eine spezifische dreidimensionale Struktur, die es ermöglicht, bestimmte Subtrakte zu erkennen und anzusprechen.

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1. Enzyme wirken auf Molekülebene, indem sie eine spezifische Bindung mit bestimmten Substraten (den Molekülen, auf die sie wirken) eingehen. Diese spezifische Bindung wird als Enzym-Substrat-Komplex bezeichnet.

1. Die dreidimensionale Struktur des Enzyms ermöglicht es ihm, eine spezifische Stelle auf dem Substrat zu erkennen und anzugreifen. Diese spezifische Stelle wird aktive Stelle genannt.

1. Wenn das Substrat an die aktive Stelle des Enzyms gebunden ist, wird es auf molekulare Weise verändert, wodurch die Energiebarriere für die chemische Reaktion reduziert wird. Dies beschleunigt die Reaktion und ermöglicht es, dass sie bei einer niedrigeren Energie stattfindet.

🡺 Das Enzym bleibt während der Reaktion unverändert und kann anschließend wiederverwendet werden, um weitere Substanzen zu bearbeiten.

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