Enzymatische Reaktionen

Enzymatische Reaktion – Chemie

Wenn du lange auf einem Stück Brot kaust, schmeckt es nach einer Weile süß. Der Grund für dieses Phänomen ist eine im Mund ablaufende enzymatische Reaktion. Im Folgenden wollen wir einen ersten Einblick in diese Thematik gewinnen und den Ablauf einer enzymatischen Reaktion an einem konkreten Beispiel beschreiben.

Was ist eine enzymatische Reaktion?

Unter einer enzymatischen Reaktion versteht man eine chemische Reaktion, die von einem Enzym katalysiert wird. Ähnlich wie ein Katalysator setzen sie die Aktivierungsenergie einer Reaktion herab. Die enzymatische Reaktion sorgt dafür, dass ein Substrat in ein oder mehrere Produkte umgesetzt wird.
Chemische, enzymatische Reaktionen laufen unter anderem in den Zellen und im Verdauungstrakt unseres Körpers ab und sind somit Teil unseres Stoffwechsels. Aber auch in der chemischen und pharmazeutischen Industrie werden enzymatische Reaktionen eingesetzt, beispielsweise zur Herstellung von Antibiotika.

Was ist ein bekanntes Beispiel für eine enzymatische Reaktion?

Kommen wir noch einmal auf das Beispiel des süß schmeckenden Brots zurück. Diese enzymatische Reaktion findet beim Kauen von Essen im Mund statt. Dabei spalten die Enzyme im Speichel die Stärke aus der Nahrung – dem Brot – zu Zucker.

Wie läuft eine enzymatische Reaktion ab?

Bei dem Ablauf einer enzymatischen Reaktion lagert sich das Substrat – beispielsweise Stärkemoleküle – an das aktive Zentrum des Enzyms an. Im aktiven Zentrum befinden sich sogenannte katalytische Gruppen. Diese stellen den eigentlichen Ort der Substratbindung und den Ort der enzymatischen Reaktion dar. Enzym und Substrat passen zusammen wie ein Schlüssel zu einem Schloss, sodass die Reaktion nach dem sogenannten Schlüssel-Schloss-Prinzip verläuft. Das Schlüssel-Schloss-Prinzip sorgt dafür, dass Enzyme nur ein bestimmtes Substrat oder bestimmte Substratgruppen binden. Daraus bildet sich dann ein Enzym-Substrat-Komplex. Diese Eigenschaft des Enzyms wird substratspezifisch genannt. Eine Erweiterung des Schlüssel-Schloss-Prinzips ist die Induced-Fit-Theorie, die besagt, dass bei der Bindung des Enzyms an das Substrat beide aufgrund von Wechselwirkungen ihre Gestalt geringfügig ändern. Der Vorteil dabei ist, dass sie noch enger miteinander agieren können.

Bei einer bestimmten enzymatischen Reaktion entstehen immer die gleichen Produkte. Diese Eigenschaft des Enzyms wird wirkungsspezifisch genannt. So wird die Stärke aus unserem Beispiel immer in Glucosemoleküle gespalten. Daher schmecken wir auch die Süße, wenn wir lange genug auf dem Brotstück kauen.

Dieses Video

In diesem Video lernst du enzymatische Reaktionen kennen. In unserem Körper laufen ständig chemische Reaktionen ab, die von den Enzymen katalysiert werden.

Im Anschluss an das Video und diesen Text findest du Übungsaufgaben, um dein erlerntes Wissen zu überprüfen. Falls du noch mehr über Enzyme wissen möchtest, kannst du dir die Videos Enzyme und ihre Wirkung, Verdauungsenzyme oder Enzymkinetik anschauen. Viel Spaß!