Wie Enzyme wirken

Viele Reaktionen der Zelle liefen bei 37 °C ohne Hilfe unmessbar langsam ab.

• Enzym:Protein, das eine Reaktion beschleunigt (Biokatalysator) und dabei unverändert bleibt.
• Aktivierungsenergie:Energie, die Teilchen aufbringen müssen, damit eine Reaktion startet — der „Energieberg“.
• Wirkung:Enzyme senken die Aktivierungsenergie; so reagieren bei Körpertemperatur viel mehr Teilchen pro Sekunde.
• Energiebilanz:Anfangs- und Endniveau bleiben gleich: Enzyme verändern weder die freigesetzte Energie noch die Lage des Gleichgewichts.
• Wechselzahl:Umsätze pro Sekunde; die Katalase spaltet bis zu 40 Millionen H₂O₂-Moleküle je Sekunde.

Ein Enzym arbeitet nur mit dem Stoff, der in seine Tasche passt.

• Aktives Zentrum:kleine Tasche im Enzym, deren Form und Ladungen zum Substrat passen.
• Enzym-Substrat-Komplex:Substrat bindet kurzzeitig; Bindungen im Substrat werden gelockert, die Produkte lösen sich ab.
• Substratspezifität:Ein Enzym setzt nur ein bestimmtes Substrat (oder sehr ähnliche) um.
• Wirkungsspezifität:Ein Enzym katalysiert an seinem Substrat nur eine bestimmte Reaktion.
• Induced Fit:Das aktive Zentrum passt sich beim Binden noch etwas an das Substrat an — das Schloss ist nicht ganz starr.
• Kompetitive Hemmung:ein dem Substrat ähnlicher Hemmstoff besetzt das aktive Zentrum, ohne umgesetzt zu werden; Substrat und Hemmstoff konkurrieren.

Ziehe Moleküle aus der Lösung in die Tasche der Succinat-Dehydrogenase — oder wähle sie mit Tab und setze sie mit Enter ein bzw. nimm sie heraus. Beobachte, was mit Succinat, Malonat und Glucose geschieht.

Halte fest: Nur das passende Substrat wird umgesetzt (Substrat- und Wirkungsspezifität). Ein ähnlich gebauter Hemmstoff bindet ebenfalls, blockiert das aktive Zentrum aber, bis er sich wieder löst — kompetitive Hemmung.