Während Sie diesen Artikel lesen, laufen im Körper verschiedene biologische und chemische Prozesse ab. Prozesse im Körper können nicht von der Rolle sehr kleiner Moleküle getrennt werden, darunter auch Enzyme. Erfahren Sie, was Enzyme sind, wie sie funktionieren und welche Faktoren sie im Körper beeinflussen.
Was sind Enzyme?
Enzyme sind Katalysatormoleküle, die die Geschwindigkeit chemischer Reaktionen in Zellen beschleunigen können. Für diese Rolle spielen Enzyme eine lebenswichtige Rolle und werden bei verschiedenen biologischen und chemischen Prozessen im Körper benötigt. Mehrere Arten von Enzymen helfen dabei, große Moleküle in kleinere Stücke zu zerlegen, wodurch sie vom Körper leichter aufgenommen werden können. Es gibt auch andere Enzyme, die dabei helfen, zwei Moleküle zu einer neuen Verbindung zu binden. Die Funktion von Enzymen wird auch bei der Speicherung und Freisetzung von Energie, bei der Fortpflanzung, bei der Atmung und sogar beim Sehen benötigt. Interessanterweise funktioniert jedes Enzym jedoch nur für eine bestimmte Art von chemischer Reaktion im Körper. Das Molekül, das bei einer chemischen Reaktion Gegenstand eines Enzyms ist, wird als Substrat bezeichnet. Die Moleküle, die aus chemischen Reaktionen mit Hilfe von Enzymen entstehen, werden als Produkte bezeichnet. Das Substrat wird im Teil des Enzyms, der als aktives Zentrum bezeichnet wird, eine Formänderung in ein Produkt durchmachen (
aktive Seite). Einige Arten von Enzymen können ohne die Hilfe von Nicht-Protein-Molekülen, den sogenannten Cofaktoren, nicht funktionieren. So kann beispielsweise das Enzym Carboanhydrase ohne die Hilfe von Zinkionen seine Funktion zur Aufrechterhaltung des Säure-Basen-Gleichgewichts des Körpers nicht erfüllen.
Wie Enzyme funktionieren
Die Funktionsweise von Enzymen lässt sich durch zwei Modelle erklären, nämlich das Modell
Schloss und Schlüssel sowie in Modellen
induzierte Passform. Was ist der Unterschied?
1. Modell Schloss und Schlüssel
Modell
Schloss und Schlüssel ist die alte Arbeitsweise von Enzymen, die 1894 geprägt wurde. In diesem Modell beinhaltet der Arbeitsprozess von Enzymen das aktive Zentrum, das eine geometrische Form entsprechend der Geometrie eines bestimmten Substrats hat. Da sie eine geeignete geometrische Form haben müssen, können nur bestimmte Substrate in das aktive Zentrum des Enzyms eindringen, wenn sie übereinstimmen – wie Stücke
Puzzle oder ein Schlüssel und ein Schlüssel (
Schloss und Schlüssel).
2. Modell induzierte Passform
Modell
Schloss und Schlüssel wurde jetzt mit einem Modell namens model aktualisiert
induzierte Passform. Nicht wie ein Model
Schloss und Schlüssel starr, Modell
induzierte Passform geht davon aus, dass das Enzym eine flexible Form hat und dass das Substrat die Fähigkeit besitzt, die endgültige Form des Enzyms zu bestimmen, um den Reaktionsprozess zu starten. Im Modell
induzierte Passform, Es wurde auch erklärt, dass einige Verbindungen zwar an Enzyme binden können, aber nicht reagieren. Dies kann auftreten, wenn das Enzym übermäßige Formänderungen erfahren hat. [[Ähnlicher Artikel]]
Faktoren, die die Funktionsweise von Enzymen beeinflussen
Das aktive Zentrum des Enzyms als Ort für das Auftreten chemischer Reaktionen ist sehr empfindlich gegenüber der Enzymumgebung. Zu den Faktoren, die die Funktionsweise von Enzymen beeinflussen, gehören:
1. Temperatur
Die meisten Enzyme arbeiten optimal bei normaler Körpertemperatur von etwa 37 Grad Celsius. Wenn die Temperatur in der Enzymumgebung leicht abnimmt, neigt die Wirksamkeit des Enzyms dazu, sich zu verlangsamen. Temperaturänderungen über die Toleranzgrenze des Enzyms hinaus können die chemischen Bindungen am aktiven Zentrum des Enzyms beeinflussen. Diese Bedingung birgt die Gefahr, dass das aktive Zentrum weniger „geschick“ bei der Bindung an sein spezifisches Substrat ist. Wenn die Temperatur in der Enzymumgebung zu hoch ist, besteht die Gefahr der Denaturierung des Enzyms, so dass es seine Form und Fähigkeit zur Beschleunigung der Reaktion verliert.
2. pH
Das Säure-Basen-Gleichgewicht beeinflusst auch die Funktion und Wirkungsweise von Enzymen. Aminosäurereste am aktiven Zentrum des Enzyms sind normalerweise alkalisch oder sauer. Wenn sich der pH-Wert ändert, beispielsweise wenn Säure alkalisch wird oder umgekehrt, wird es schwierig, das Substrat an das Enzym zu binden. Enzyme im Darm arbeiten beispielsweise bei einem pH-Wert von 7,5 optimal. Unterdessen arbeiten Enzyme im Magen bei pH 2 effektiv, da die Umgebung dieses Organs tatsächlich saurer ist.
Einige Beispiele berühmter Enzyme
Hier sind ein paar Beispiele für Enzyme, die Sie vielleicht schon kennen:
- Lipase-Enzym, spielt eine Rolle beim Fettabbau, damit es im Darm aufgenommen werden kann
- Amylase-Enzym, im Speichel enthalten, um Stärke in Zucker umzuwandeln
- Enzym Maltase. Dieses Enzym im Speichel spielt eine Rolle bei der Umwandlung von Maltose (Disaccharid) in Glucose (Monosaccharid).
- Trypsin-Enzym, das an der Verdauung von Proteinen in Aminosäuren beteiligt ist
- Laktaseenzym, spielt eine Rolle bei der Umwandlung von Laktose in Milch in Glukose und Galaktose
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Notizen von SehatQ
Enzyme sind Katalysatormoleküle, die bei verschiedenen chemischen Prozessen im Körper eine wichtige Rolle spielen. Ohne Enzyme werden Körperfunktionen wie die Verdauung von Nährstoffen mit Sicherheit gestört. Du kannst
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