Wie können Enzyme so funktionieren, dass sie andere Stoffe/ Moleküle spalten, sich selbst dabei aber nicht verändern?

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Enzyme sind selbst sehr große Moleküle (Makromoleküle), die irgendwo in ihrer Struktur ein sogenanntes aktives Zentrum haben. Dort befinden sich bestimmte chemische Gruppen, die mit den Substraten (Stoffe, die reagieren) interagieren können. Dann gibt es viele verschiedene Katalysemechanismen. Zum Beispiel kann dort im Enzym einfach eine 3D-Umgebung geschaffen werden, die gewisse chemische Reaktionen bevorzugt. Alternativ ist es meist so, dass die Substrate in einem sogenannten Zyklus mit dem Enzym reagieren und wenn man nachher die Gesamtbilanz des Zyklus zieht, sieht man, dass die Gruppen am Enzym unverändert bleiben, obwohl sie in den Reaktionen im Zyklus teilgenommen haben.

Ich weiß jetzt nicht auf welchem Niveau du chemisch bist, aber ich möchte trotzdem mal ein Beispiel nennen; die sogenannte Carboanhydrase, die die Reaktion von CO2 zu Kohlensäure katalysiert. Auf Wikipedia kannst du dir dann irgendwo unten so einen Katalysemechanismus anschauen. Wenn du dann Fragen hast, frag ruhig.

> "...und wenn man nachher die Gesamtbilanz des Zyklus zieht, sieht man, dass sje Gruppen am Enyzm unverändert bleiben, obwohl sie in den Reaktionen am Zyklus teilgenommen haben." Genau das kann ich mir nicht vorstellen. Warum ist das so ?

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@lateinchiller

Das ist völlig normal, dass man sich das nicht einfach so vorstellen kann. Ich als Chemiker habe bereits sooo viele Beispiele von Katalysezyklen gesehen, dass ich mir ein gutes intuitives Bild davon machen kann. Für jeden, der sich damit noch nicht so auseinandergesetzt hat (bzw. es tun musste), ist dies durchaus schwierig.

Ich nehme mal das einfachste Beispiel was mir gerade einfällt. Das ist kein Enzym als Katalysator aber ein anderer Stoff. Es geht um die Herstellung von Schwefelsäure, bei der man im ersten Schritt aus SO2 (Schwefeldioxid) SO3 (Schwefeltrioxid) machen muss. Dafür benutzt man Vanadiumpentoxid (V2O5) als Katalysator. Die Reaktionen sind dann (vereinfacht), zunächst:

SO2 +  V2O5   --->  SO3  +  V2O4

Im nächsten Schritt dann:

V2O4 + 1/2 O2  --->  V2O5

Die Gesamtbilanz ist dann: SO2 + 1/2 O2  ---> SO3

Diese Reaktion läuft aber nur sehr langsam ab, mit dem Katalysator, der dabei nicht verbraucht wird und in der Gesamtbilanz nicht vorkommt, ist es viel schneller. Warum genau hat was mit der Energetik zu tun und ist komplizierter.

Bei Enzymen ist es jetzt quasi eigentlich oft ähnlich nur chemisch gesehen komplizierter. Ich befürchte, dass du das zunächst erstmal so hinnehmen musst. Wobei ich auch befürchte, dass man in der Chemie in der Schulzeit tatsächlich kaum etwas zu den genauen Mechanismen in der Katalyse durchnimmt.

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Hast du schon vom Schlüssel-Schloss-Prinzip gehört? Enzyme haben so eine Form, dass nur bestimmte Stoffe dazu passen (Wie ein Schlüssel zum Schloss) 

Und dann wird halt etwas gemacht. 

Der Schlüssel verändert das Schloss, ohne dass er sich selbst dabei verändert.

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Damit ist aber meine Frage nicht so wirklich beantwortet.

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Das gleiche wie bei Katalysatoren.

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