5. Enzyme

In Zellen werden sämtliche Synthesen über Enzyme gesteuert. Enzyme sind spezifisch für bestimmte Substrate oder funktionelle Gruppen.

 

Es handelt sich bei Enzymen fast immer um globuläre Proteine. Sie werden aufgrund ihrer Funktion in sechs verschiedene Enzymklassen eingeteilt. Jedes Enzym besitzt zur Identifikation eine vierstellige Nummer, die Enzyme Commission number (EC), wobei die 1. Ziffer für eine der sechs Hauptenzymklassen steht.

 

Die Geschwindigkeit, mit der eine Reaktion abläuft wird von Enzymen um ein Vielfaches erhöht, in dem sie die benötigte Aktivierungsenergie herabsetzen, die zur Stoffumsetzung notwenig ist.

 

 

Theoretisch sind enzymatische Reaktionen reversibel, das heißt, die können in die entgegengesetzte Richtung ablaufen. Praktisch liegt aber das Gleichgewicht meist stark auf der Seite der Produkte.

 

Enzyme besitzen ein aktives Zentrum, an dem das Edukt der Reaktion, das Substrat, gebunden wird. Es entsteht ein Enzym-Substrat-Komplex. Über diesen Schritt wird das Substrat (oder die Substrate) in ein oder mehrere Produkte umgewandelt. Das Enzym liegt - wie jeder andere Katalysator - danach wieder in seiner Ursprungsform vor.

 

 

 

Oft ist es erwünscht, die Funktion eines Enzyms zu steuern, damit es nur zu bestimmten Zeiten aktiv ist. Dabei spielen Inhibitoren und Aktivatoren eine große Rolle, die unter dem Namen Effektoren zusammengefasst sind.

Bei den Inhibitoren unterscheidet man zwischen kompetitiver (links) und nicht-kompetitiver Hemmung (rechts).

 

 

Auf der anderen Seite können zum Beispiel Kinasen - eine Klasse von Enzymen - durch Übertragen von Phophatresten Enzyme aktivieren.