Enzym Substrat Komplex - wie kommt es zur '' Substratspaltung''?
Hallo, ein Enzym nimmt durch das aktive Zentrum ein bestimmtes Substrat auf. Dannach kann es das Substrat in zwei verschiedene Substrate umwandeln. Wie kommt es jedoch dazu? Wie kann man auf molekularer Ebene erklären dass aus einem Substrat zwei verschiedene werden?
2 Antworten
Das ist nicht so einfach zu erklären. Oft spielen Co-Faktoren noch mit hinein. Der Co-Faktor ist in der Lage zum Beispiel eine abgespaltene Gruppe temporär aufzunehmen (für eine Umlagerung). Das Substrat im aktiven Zentrum kann durch verschiedene zwischenmolekulare Kräfte stabilisiert werden.
Oft hast Du Reaktionen, bei denen Protonen bzw. Wasser eine entscheidende Rolle spielt. Auch ist die Aussage, dass ein Substrat IMMER gespalten wird, nicht ganz richtig.
Ein Enzym katalysiert Reaktionen.
Das zu erklären würde den Rahmen der Schul-Biologie und Chemie sprengen.
Ich kann Dir mal ein konkretes Beispiel geben wie eine bestimmte Hydrolase arbeitet. Hydrolasen (Lipasen) sind in der Lage bestimmte Substrate (nehmen wir hier der Einfachheit Fette) unter zur Hilfenahme von Wasser in langkettige Säuren und verschiedene Reste zu spalten.
Der Mechanismus basiert darauf, dass Protonen bzw. Hydrid-Ionen aus dem Wasser und einem Co-Substrat auf einen Co-Faktor (nehmen wir mal hier FADH) übertragen wird. FADH wird somit zu FADH2 und ist in der Lage sowohl Proton als ein Hydrid bereitzustellen (aber nicht nur). Im aktiven Zentrum des Enzyms befinden sich bestimmte Aminosäuren, die praktisch die Reaktivität des Substrat erhöhen (das hast Du zum Beispiel bei den s.g. Serinhydrolasen, die eine s.g. katalytische Triade besitzen (z.B. Asp-His-Ser)). Das Prinzip, welches dahintersteht, ist ein s.g. nukleophiler Angriff auf eine Carboxlgruppe (der Kohlenstoff besitzt eine partiell positive Ladung).
Durch die Aktivierung kann dann die Reaktion im katalytischen Zentrum voranschreiten.
Ein Enzym zaubert nicht. Spaltet ein Enzym ein Substrat, dann handelt es sich bei diesem Substrat vor Anfang an um ein spaltbares Molekül ; z.B. ein Disaccharid (Zweifachzucker). Ein Enzym spaltet dieses Disaccharid dann in zwei Monosaccharide, was chemisch einer Hydrolyse entspricht.
Schaust du dir den Reaktionsmechanismus einer solche Reaktion an, dann siehst du auch was auf molekularer Ebene im Enzym abläuft.
LG
Danke für die Antwort. Vielleicht ist es besser, wenn du es detaillierter erklären kannst, denn so allgemein gesagt kann man sich da nicht so ganz vorstellen wie es denn jetzt dazu kommt. Auch wenn es nicht immer gespalten wird bezieh ich mich jetztmal auf die Fälle, bei denen es gespalten wird.