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Transkript Enzyme – Funktionsweise (Basiswissen)

Hallo! Mit hilfe von Enzymen wird deine Nahrung verdaut. Wenn du einer Speise durch deinen Körper folgst, begegnen dir die Enzyme Alpha-Amylase, Pepsin oder Trypsin und andere. Warum gibt es schon allein bei unserer Verdauung so viele verschiedene Enzyme? Warum reicht nicht ein einziges Enzym aus?

Und wenn du mal weiter in deinem Körper suchst, findest du noch viele andere Enzyme, die z.B. bei der Herstellung oder dem Abbau von Hormone oder andere Stoffe mitwirken. In diesem Video wirst du sehen, wie Enzyme arbeiten und was eigentlich das besondere an Enzymen ist. Am Ende weißt du, warum es so viele verschiedene Enzyme gibt.

Allgemeines zu Enzymen

Enzyme sind Biokatalysatoren, die wie z.B. metallische Katalysatoren wirken. Sie setzen die Aktivierungsenergie einer bestimmten Reaktion herunter und ermöglichen so, dass eine Reaktion, die normalerweise nur bei höheren Temperaturen ablaufen würde, auch bei Zimmertemperatur bzw. Körpertemperatur ablaufen kann.

Außerdem beschleunigen Enzyme eine Reaktion, so dass eine langsam ablaufende Reaktion sehr schnell abläuft; Enzyme sind meistens Proteine, ihre Bausteine sind also die Aminosäuren.

Enzym-Substrat-Komplex

Die Stoffe, die von einem Enzym umgewandelt werden, nennt man Substrate. Ein Enzym bindet ein Substrat und bildet einen Enzym-Substrat-Komplex. Die Reaktion läuft ab und danach werden das Enzym und das Produkt freigegeben.

Arbeitsweise der Enzyme

Die Grundlagen kennst du jetzt. Wir werden uns nun die Arbeit eines Enzyms genauer anschauen. Das Substrat wird vom Enzym in einer Vertiefung gebunden. In dieser Vertiefung liegt das aktive Zentrum, wo die Reaktion abläuft. Bestimmte Aminosäurereste ragen in dieses aktive Zentrum hinein und üben bestimmte Kräfte, also z.B. eine Abstoßung oder Anziehung bestimmter Atome des Substratmoleküls, aus.

Wenn zwei Substratmoleküle verknüpft werden sollen, werden die Atome, zwischen denen eine Bindung entstehen soll, in räumliche Nähe gebracht. Es kommt zu einer Konformationsänderung und die chemische Reaktion läuft ab. Danach trennen sich Enzym und Produkt und das Enzymmolekül geht wieder in den Ausgangszustand zurück, so dass es von Neuem ein Substratmolekül binden und umwandeln kann.

Schlüssel-Schloss-Prinzip

Die Erkennung und Bindung des Substrates erfolgt nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip. Das heißt, dass nur ein ganz bestimmtes Substratmolekül oder einige wenige Substratmoleküle, die sich sehr ähnlich sind, vom Enzym gebunden und umgewandelt werden.

Es passt also nur ein ganz bestimmtes Substrat zu der Bindestelle und dem aktiven Zentrum des Enzyms, so wie dein Wohnungsschlüssel nur in das Schloss deiner Wohnungstür passt. Auch die ablaufende chemische Reaktion ist genau festgelegt.

Induced-fit-Modell

Enzyme sind also substrat- und reaktionsspezifisch. Mitlerweile nimmt man aber auch an, dass erst durch die Annährung des Sustrates an das Enzym sich die richtige Passform des Enzyms ausbildet. Dieses Modell wird auch als induced-fit-Modell bezeichnet, wobei induced fit soviel wie induzierte Passform gedeutet.

Spezifität und Optimum

Du musst dir nun vorstellen, dass die Spezifität weiter erhöht wird, indem Enzyme nur unter ganz bestimmten Bedingungen optimal arbeiten können. So sollten sowohl die Temperatur als auch der pH-Wert nahe des Optimums des Enzyms liegen.

Damit hast du eine Antwort auf die Frage, warum es eigentlich so viele Enzyme gibt. Aufgrund der Vielzahl von Substraten und Reaktionen, die möglich sind, und aufgrund der Spezifität von Enzymen ist es klar, dass es eine riesige Anzahl von Enzymen geben muss. Das ist der Grund, weshalb man in lebenden Zellen bisher mehr als 3000 Enzyme kennt.

Zusammenfassung

Alpha-Amylase, Pepsin oder Trypsin... das sind nur einige unserer Verdauungsenzyme. In diesem Video hast du gesehen, wie Enzyme arbeiten und warum es so viele verschiedene Enzyme gibt. Denn Enzyme sind sehr substrat- und reaktionspezifisch und in ihrer Enzymaktivität stark von pH-Wert oder Temperatur abhängig.

Nur ganz bestimmte Substrate passen in das aktive Zentrum der Enzyme. Dabei werden durch die Formänderung Bindungen gebrochen, oder ausgebildet und damit Stoffe ab- oder aufgebaut. Aus dem Enzym-Substrat Komplex geht das Produkt und das unveränderte Enzym hervor. Tschüss und bis zum nächsten Mal!

Informationen zum Video
14 Kommentare
  1. Default

    Super Video! Hat mir sehr geholfen, danke :)

    Von Philine H, vor 6 Monaten
  2. Default

    Vielen Dank! Echt richtig klasse erklärt :)

    Von Shakiba Siddiqui, vor mehr als einem Jahr
  3. Marcel

    Hallo :)
    das ist auch etwas komplizierter. Ganz vereinfacht kannst du dir das aber so vorstellen:
    Der pH-Wert erlaubt Aussagen darüber, wie "sauer" oder "basisch" ein Medium ist. Das ist z.B. wichtig wenn du wissen willst ob es sich um eine Säure oder eine Base handelt oder wenn du wissen willst welche Säure die stärkere Säure ist. Das ist wie gesagt noch ein wenig komplizierter, aber schau dir dazu mal dieses Video an, vor allem ab 2:20 (es handelt sich jedoch um ein Oberstufenvideo)

    http://www.sofatutor.com/biologie/videos/der-ph-wert-als-abiotischer-faktor

    Von Marcel Schenke, vor fast 2 Jahren
  4. Default

    Ich verstehe nicht was der PH-wert angibt :/

    Von Susanne Fritzel, vor fast 2 Jahren
  5. Img 20151011 002133

    Warum gibt es so tolle lehrer nicht in der schule? Dort wird so viel drumherum erzählt dass man im Endeffekt garnichts behält.
    Danke für das super video!

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

    Voll gut erklärt

    Von Mahmood Rohan, vor etwa 2 Jahren
  2. Default

    sehr einfach und verständlich dargestellt! gefällt mir sehr gut!!

    Von Lina Christiansen, vor mehr als 2 Jahren
  3. Default

    super Video. Jetzt habe ich es endlich verstanden ;)

    Von Wekzym, vor mehr als 2 Jahren
  4. Default

    Klasse Video, vielen Dank dafür.

    Von Jonas Haarke, vor fast 3 Jahren
  5. Default

    sehr gut erklärt, alles verstanden!

    Von Ronja K., vor fast 3 Jahren
  6. Default

    super erklärt!bitte mehr:)

    Von S Bornheim, vor fast 3 Jahren
  7. Rtzdfhfgh

    Besser geht es nicht <3

    Von Luggiii, vor fast 3 Jahren
  8. Default

    Ausgezeichneter Beitrag!!

    Von Olgaandreewna07, vor etwa 3 Jahren
  9. Default

    Besonders fasziniert hat mich die "neue" Erkenntnis der Wissenschaft, nämlich dass sich Annäherung des Substrates an das Enzym die richtige Passform ausbildet, also das "Induced-Fit-Modell"! Also bildet sich für jedes Enzym eine passgenaue Andockstelle. Die Natur ist und bleibt GENIAL!!!

    Von Green Spirit, vor etwa 3 Jahren
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