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Transkript Enzyme – Bau und Wirkungsweise

Thema dieser Einheit ist der Bau und die Wirkungsweise von Enzymen. Enzyme sind spezielle Proteine, das heißt, ihr Grundbaustein sind Aminosäuren. Wechselwirkungen dieser Aminosäuren untereinander führen dazu, dass sich eine bestimmte räumliche Struktur ergibt. Nun, was macht unser Protein zu einem Enzym? Die Fähigkeit, über Wechselwirkungen ein ganz bestimmtes Substrat zu binden und damit eine bestimmte chemische Reaktion auszulösen. Diese Substratbindung findet an einer bestimmten Stelle des Enzyms statt, dem aktiven Zentrum. Diese Substratbindung funktioniert, indem das Enzym im Bereich des aktiven Zentrums eine Aussparung hat, die genau passend für das jeweilige Substrat ist - so wie ein Schloss passend für einen Schlüssel ist. Also: Jedes Enzym ist substratspezifisch. Gelangt also ein Substrat in die Nähe des aktiven Zentrums seines Enzyms, bildet sich über Wechselwirkungen ein Enzymsubstratkomplex. Dieser Enzymsubstratkomplex ist entscheidend für die Funktion von Enzymen, das Substrat in ein Produkt umzusetzen. Der Weg vom Substrat zum Produkt ist eine biochemische Reaktion, was bedeutet, dass Bindungen gelöst und neue geknüpft werden müssen. Diese Reaktion verläuft über einen bestimmten Übergangszustand, der vom Enzym stabilisiert wird. Betrachten wir nun den Reaktionsverlauf in einem Energiediagramm. Wir betrachten also die Veränderung des Energiegehalts im Verlauf der Reaktion vom Substrat zum Produkt. Wie wir sehen, ist der energiereichste Zustand unser Übergangszustand des Substrats gebunden an das Enzym. Also bevor die Reaktion ablaufen kann, muss eine Aktivierungsenergie aufgebracht werden, die das Substrat in den kritischen Übergangszustand bringt. Haben wir diesen Betrag an Energie aufgebracht, läuft die Reaktion ab. Welchen Einfluss haben nun Enzyme auf den Reaktionsverlauf? Enzyme treten über bestimmte Aminosäurereste im Bereich des aktiven Zentrums in Wechselwirkungen mit dem Substrat und stabilisieren dadurch den Übergangszustand. Durch die Stabilisierung des Übergangszustandes wird die für den Reaktionsverlauf notwendige Aktivierungsenergie herabgesetzt. Gucken wir uns also jetzt einen enzymkatalysierten, also beschleunigten Reaktionsverlauf im Vergleich zu einem unkatalysierten Reaktionsverlauf an. Der Unterschied liegt im Energiegehalt des Übergangszustandes. Die Energieschwelle wird also durch ein Enzym so weit herabgesetzt, dass die in der Umgebung herrschende Temperatur für den Ablauf der Reaktion ausreichend ist. Gucken wir uns nun den letzten Teil im Reaktionsverlauf näher an, dem eigentlichen Teil der Reaktion. Wie wir sehen, ist der Energiegehalt des Produktes niedriger als der des Eduktes, also dem Substrat. Diese hier abgebildete Reaktion lief also unter Freisetzung von Energie ab. Wir nennen sie daher "exergonisch". Sie hat ein negatives Delta G. An dieser Stelle sei gesagt, dass der Betrag des Energiegehalts zwischen Substrat und Produkten entscheidend für die Reaktionsgeschwindigkeit ist und nicht durch Enzyme beeinflusst wird. Also je größer die Differenz ist, das heißt, je größer unser negatives Delta G wird, umso schneller läuft die Reaktion letzten Endes ab. Bei Reaktionen mit einem positiven Delta G ist der Energiegehalt der Produkte höher als der der Edukte. Damit eine solche - auch als endergonisch bezeichnete - Reaktion ablaufen kann, muss Energie zugeführt werden. Im Organismus sind daher über den Energieträger ATP exergonische Reaktionen an endergonische Reaktionen gekoppelt. Betrachten wir nun mit unserem bisherigen Wissen noch einmal eine enzymatische Reaktion im Schema. Zuerst unser Enzym. Hier das aktive Zentrum, die katalytisch wirksame Region. Hier lagert sich das passende Substrat an. Durch die Bindung zwischen Enzym und Substrat bildet sich der Enzym-Substrat-Komplex. Die Aktivierungsenergie wird so weit herabgesetzt, dass die Reaktion ablaufen kann. Im Ergebnis erhalten wir unser Produkt und das unveränderte Enzym, bereit für einen neuen Durchlauf. So viel von mir zum Thema "Bau und Wirkungsweise von Enzymen".

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17 Kommentare
  1. Default

    Ich muss leider sagen, dass es da einige inhaltliche Fehler gibt! Zum einen ist dein Graph bei Minute 3:10 nicht ganz richtig, Enzyme beschleunigen auch den Reaktionsverlauf. Daher müsste die Freisetzung der Energie bei deinem 2. Graphen früher eintreten als bei deinem 1. Graphen, ohne Enzymaktivität! Zum anderen verwechselst du exergonisch mit exothermisch... Über die freie Reaktionsenthalpie (delta G), also der Spontanität der Reaktionen, kannst du nämlich nichts aussagen in diesem Diagramm, lediglich über die Energiefreisetzung (delta H)!

    Ich kann somit von diesem (!) Video nur abraten! Ansonsten macht Sofatutor einen super Job :)

    Von Supcatfam, vor etwa einem Monat
  2. Default

    du hast es zwar gut erklärt aber du hasst es zu gelanweilelt erzählt

    Von Zimmi0912, vor 4 Monaten
  3. Serpil

    Hallo Martin,
    bei exergonischen Reaktionen wird Energie freigesetzt und bei endergonischen verbraucht. In dem Beispiel zur exergonischen Reaktion wird gesagt, dass der Energiegehalt des Produktes niedriger ist als der des Eduktes. Daher wird bei dieser Reaktion also Energie freigesetzt (thermodynamisch günstig). Bei endergonischen Reaktion ist der Energiegehalt der Produkte höher als der der Edukte, sodass für diese Reaktion Energie zugeführt werden muss (thermodynamisch ungünstig).
    LG

    Von Serpil Kilic, vor 8 Monaten
  4. Default

    es ist meiner Meinung nach vertauscht : exergonisch : thermodynamisch günstig ( Energiezunahme ), endergonisch : thermodynamisch ungünstig (Energieabnahme )

    Von Martin Hoos, vor 8 Monaten
  5. Default

    Hey Leute
    Ich habe nichts verstanden

    Von Simbad Sejdic, vor mehr als einem Jahr
  1. Default

    Sehr gut erklärt

    Von Oliver 19, vor fast 2 Jahren
  2. Marcel

    Bezüglich der Kopplung von exergonischen und endergonischen Prozessen ist gemeint. Dass endergonische Prozesse ja Energiezufuhr benötigen. Diese Energie stammt aus exergonischen Prozessen.

    Von Marcel Schenke, vor fast 2 Jahren
  3. Marcel

    Hallo :)
    vielleicht helfen dir diese Videos weiter

    http://www.sofatutor.com/biologie/videos/enzyme-funktionsweise-basiswissen

    http://www.sofatutor.com/biologie/videos/enzymwirkung

    Von Marcel Schenke, vor fast 2 Jahren
  4. Img 20151011 002133

    Ich finde das Video an sich gut, doch die monotone Sprache macht das Thema für mich noch uninterressanter und nerviger als es schon so ist. dass die grüne parabel oder wie das heisst, erst ohne enzym ist und danach mit enzym und ohne ist dann blau, ist verwirrend für mich.

    Von Juliane G., vor fast 2 Jahren
  5. Default

    Du hast gesagt, das exergonische Reaktionen stets an endergonische Reaktionen gekoppelt sind (4:20). Wieso das so ist habe ich nicht ganz verstanden. Könnte mir das jemand genauer erklären?

    Danke im Voraus

    Von Mrgf19, vor fast 2 Jahren
  6. Default

    Sehr gutes Video ! Hilft mir weiter ! :-)

    Von Damjanic Stojanka, vor mehr als 2 Jahren
  7. Default

    Super Video :) Hab alles verstanden und hat genau zu meinem Unterricht gepasst.

    Von Fpatzsch, vor fast 3 Jahren
  8. Marcel

    Hallo Ahmedtamer, kannst du bitte noh mal die Videostelle angeben bzw. deine Frage konkreter formulieren. Ich helfe dir dann gern weiter :)

    Von Marcel Schenke, vor etwa 3 Jahren
  9. Default

    Kannst du das mit dem Absetzen von Atp erklären?

    Von Ahmedtamer12, vor etwa 3 Jahren
  10. Default

    sehr gut

    Von Feyzaulvi 1, vor etwa 3 Jahren
  11. Jan

    Wenn du genau sagen kannst, was du nicht verstanden hast, kann ich dir vielleicht weiterhelfen. Also, wo genau drückt der Schuh?

    Von Jan Ruppe, vor mehr als 3 Jahren
  12. Default

    Hab nicht viel verstanden o.O

    Von Birgitundralf, vor mehr als 3 Jahren
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