Enzyme: Grundlagen und Funktionen

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Questions and Answers

Was ist die Funktion von Enzymen im Körper?

  • Enzyme beschleunigen chemische Reaktionen. (correct)
  • Enzyme reduzieren die Reaktionsgeschwindigkeit.
  • Enzyme binden sich fest an die Produkte.
  • Enzyme erzeugen neue Substrate.

Was versteht man unter dem Begriff 'induced fit'?

  • Die feste Bindung zwischen Enzym und Produkt.
  • Eine nicht-feste Bindung zwischen Enzym und Substrat. (correct)
  • Eine allgemeine Ablehnung durch das Enzym.
  • Eine energetisch günstige Zustandsform.

Was passiert nach der Reaktion zwischen Substrat und Enzym?

  • Das Substrat bleibt im aktiven Zentrum.
  • Enzym und Produkt trennen sich voneinander. (correct)
  • Das Enzym wird verbraucht.
  • Das Produkt bindet sich an ein anderes Enzym.

Was ist das aktive Zentrum eines Enzyms?

<p>Der Bereich, in dem das Substrat gebunden wird. (A)</p> Signup and view all the answers

Wie nennt man das Prinzip, dass ein spezifisches Substrat in das aktive Zentrum eines Enzyms passt?

<p>Schlüssel-Schloss-Prinzip. (B)</p> Signup and view all the answers

Welches Element ist entscheidend für die Funktion von Enzymen?

<p>Die spezifischen Aminosäuren im Enzym. (A)</p> Signup and view all the answers

Welchen Zustand wollte ein Enzym mit der Bildung des Enzym-Substrat-Komplexes vermeiden?

<p>Einen energetisch ungünstigen Zustand. (D)</p> Signup and view all the answers

Was kennzeichnet die Rolle eines Katalysators in einer chemischen Reaktion?

<p>Er beschleunigt die Reaktion, ohne selbst verbraucht zu werden. (B)</p> Signup and view all the answers

Was passiert während der allosterischen Hemmung eines Enzyms?

<p>Die Bindungsstelle des Enzyms wird verändert. (B)</p> Signup and view all the answers

Wie viele Hauptklassen von Enzymen gibt es?

<p>Sieben (D)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage über Enzyme ist korrekt?

<p>Enzyme können bei molekularbiologischen Verfahren eingesetzt werden. (A)</p> Signup and view all the answers

Was beschreibt die EC-Klassifikation eines Enzyms?

<p>Die Art der Katalyse, die es durchführt. (C)</p> Signup and view all the answers

Welche Funktion hat die DNA-Ligase?

<p>Sie verknüpft DNA-Fragmente. (B)</p> Signup and view all the answers

Was ist ein wichtiges Element in der Enzymdiagnostik?

<p>Die Enzymkonzentration im Blutserum. (D)</p> Signup and view all the answers

Welche Reaktion wird von Oxidoreduktasen katalysiert?

<p>Redox-Reaktionen (D)</p> Signup and view all the answers

Was bewirkt eine Konformationsänderung an einem Enzym?

<p>Das aktive Zentrum kann nun ein passendes Substrat binden. (D)</p> Signup and view all the answers

Welches Element ist für die katalytische Funktion der Carboanhydrase entscheidend?

<p>Zink (D)</p> Signup and view all the answers

Wie wird die Enzymaktivität üblicherweise angegeben?

<p>In Einheiten (U) (C)</p> Signup and view all the answers

Was ist das Apoenzym?

<p>Der Teil des Enzyms ohne das Coenzym (D)</p> Signup and view all the answers

Was beschreibt die absolute Spezifität eines Enzyms?

<p>Das Enzym benötigt ein ganz bestimmtes Substrat. (A)</p> Signup and view all the answers

Was ist die Hauptwirkung des allosterischen Zentrums in einem Enzym?

<p>Es verursacht eine Veränderung der Enzymaktivität durch Strukturänderung. (B)</p> Signup and view all the answers

Was geschieht bei der kompetitiven Hemmung eines Enzyms?

<p>Ein ähnliches Molekül blockiert das aktive Zentrum. (D)</p> Signup and view all the answers

Bei welchem pH-Wert hat das Enzym Pepsin sein Aktivitätsoptimum?

<p>pH 2 (C)</p> Signup and view all the answers

Wie beeinflusst die Temperatur die Enzymaktivität?

<p>Die Aktivität steigt bis zu einem bestimmten Punkt und sinkt dann. (A)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage über die Enzymreaktionen ist korrekt?

<p>Enzyme beschleunigen die Bildung von Produkten, indem sie die Aktivierungsenergie verringern. (D)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Substratspezifität?

<p>Ein Enzym hat eine hohe Substratspezifität, wenn es nur spezifische Substrate bindet. (C)</p> Signup and view all the answers

Was passiert, wenn ein ähnliches Molekül an das aktive Zentrum eines Enzyms bindet?

<p>Das Enzym kann kein Produkt mehr bilden. (A)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Enzyme

Enzyme sind biologische Katalysatoren, die chemische Reaktionen im Körper beschleunigen, indem sie die Aktivierungsenergie herabsetzen.

Aktivierungsenergie und Enzyme

Die Reaktionsgeschwindigkeit einer chemischen Reaktion wird durch die Aktivierungsenergie bestimmt. Enzyme senken diese Aktivierungsenergie und ermöglichen so einen schnelleren Reaktionsablauf.

Enzym-Substrat-Komplex

Die Verbindung eines Substrats mit einem Enzym, die die Voraussetzung für die katalytische Reaktion ist.

Induced fit (= erzwungene Passform)

Die Änderung der Form eines Enzyms, die durch die Bindung eines Substrats entsteht. Diese Anpassung ermöglicht eine optimale Reaktion.

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Substratspezifität

Die Eigenschaft eines Enzyms, nur ein bestimmtes Substrat zu binden und umzuwandeln.

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Aktives Zentrum eines Enzyms

Das aktive Zentrum ist der Bereich eines Enzyms, an dem das Substrat bindet und die katalytische Reaktion stattfindet.

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Schlüssel-Schloss-Prinzip

Das Schlüssel-Schloss-Prinzip beschreibt die genaue Passform zwischen Substrat und aktivem Zentrum eines spezifischen Enzyms.

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Enzyme sind Proteine

Enzyme sind Proteine, die aus Aminosäuren aufgebaut sind. Daher spielen sie eine wichtige Rolle im Stoffwechsel.

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Ligase

Ein Enzym, das die Bindung unter ATP-Verbrauch katalysiert. Beispiel: DNA-Ligase, die DNA-Fragmente verbindet.

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EC-Klassifikation

Dieses System ordnet Enzyme nach den Reaktionen, die sie katalysieren. Jedes Enzym hat eine einzigartige EC-Klassifikation.

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Oxidoreduktase

Enzyme, die Redoxreaktionen katalysieren, bei denen Elektronen übertragen werden. Gruppe 1 der EC-Klassifikation.

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Allosterische Hemmung

Ein Enzym-Hemmmechanismus, der die Bindung des Substrates am aktiven Zentrum des Enzyms verhindert, durch Interaktion an einer anderen Stelle am Enzym.

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CK-MB-Wert

Dieser Wert gibt Aufschluss über die Konzentration des Enzymes CK-MB im Blutserum. Ein hoher Wert ist meist ein Hinweis auf einen Herzinfarkt.

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Enzyme in der Molekularbiologie

Die Verwendung von Enzymen in der Molekularbiologie, um bestimmte Prozesse zu beeinflussen. Beispiel: DNA-Ligase zum Verknüpfen von DNA-Fragmenten.

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Enzymtests

Dieser Test misst die Aktivität bestimmter Enzyme im Blut. Erhöhte Werte können auf Erkrankungen hindeuten.

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Enzyme im Körper

Enzyme katalysieren chemische Reaktionen im Körper, beispielsweise die Verdauung. Sie gehören zu den sieben Hauptklassen von Enzymen.

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Aktives Zentrum

Der Bereich eines Enzyms, an dem das Substrat bindet und die katalytische Reaktion stattfindet.

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Enzym CK

Das Enzym CK kommt in verschiedenen Organen vor, z.B. CK-BB im Gehirn und CK-MB im Herzmuskel. Ein erhöhter CK-MB-Wert könnte auf einen Herzinfarkt hindeuten.

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Allosterisches Zentrum

Ein Teil des Enzyms, der an einer anderen Stelle als das aktive Zentrum lokalisiert ist. Er kann die Konformation des Enzyms beeinflussen, indem er sich an das Enzym bindet.

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Konformation eines Enzyms

Die räumliche Form eines Enzyms. Sie kann sich ändern, wodurch sich auch die Aktivität des Enzyms verändern kann.

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Allosterisches Enzym

Ein Enzym, dessen Aktivität durch die Bindung eines Stoffes an das allosterische Zentrum beeinflusst wird.

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Konformationsänderung

Die Änderung der Konformation eines Enzyms, durch welche die Struktur des aktiven Zentrums beeinflusst wird.

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Coenzym

Eine organische Molekül, die für die Funktion eines Enzyms erforderlich ist.

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Apoenzym

Der Teil des Enzyms, der das Coenzym benötigt.

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Holoenzym

Das vollständige, funktionsfähige Enzym, das aus einem Apoenzym und einem Coenzym besteht.

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Enzymaktivität

Die Geschwindigkeit, mit der ein Enzym ein Substrat in ein Produkt umwandelt.

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Unit (U)

Die Einheit der Enzymaktivität, wobei 1 U gleich 1 µmol / min ist.

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Absolute Spezifität

Eine Art der Substratspezifität, bei der das Enzym nur ein bestimmtes Substrat binden und katalysieren kann.

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Kompetitive Hemmung

Die Hemmung der Enzymaktivität durch einen Stoff, der dem Substrat ähnelt und sich an das aktive Zentrum bindet.

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Study Notes

Enzyme: Grundlagen und Funktionen

  • Enzyme sind Proteine, die biochemische Reaktionen beschleunigen, indem sie die Aktivierungsenergie herabsetzen.
  • Sie sind Katalysatoren und an fast allen Stoffwechselprozessen beteiligt (Verdauung, Energiegewinnung).
  • Enzyme wirken nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip: Ein spezifisches Substrat passt in das aktive Zentrum des Enzyms.
  • Der Enzym-Substrat-Komplex führt zur Bildung des Produkts.
  • Die Konformation (Form) des Enzyms kann durch das allosterische Zentrum verändert werden, was die Aktivität beeinflussen kann.

Aufbau und Funktion von Enzymen

  • Holoenzyme bestehen aus Apoenzym (Proteinanteil) und Coenzym (nicht-Proteinanteil).
  • Coenzyme sind oft organische Moleküle, die für die Enzymaktivität essentiell sind.
  • Die Enzymaktivität wird als der Umsatz von Substrat pro Zeiteinheit gemessen (∆n/∆t), meist in Units (U) angegeben (1 U = 1 µmol/min).
  • Enzyme haben ein Aktivitätsoptimum bei bestimmten pH-Werten und Temperaturen.

Enzymspezifität und Katalyse

  • Substratspezifität: Enzyme sind spezifisch für ihre Substrate. Manche Enzyme sind absolut spezifisch, andere haben eine geringere Spezifität.
  • Katalyse-Arten: Enzyme nutzen verschiedene Katalysemechanismen, einschliesslich Metallionen-vermittelte Katalyse z.B. Carboanhydrase, bei der Zink ein wichtiger Bestandteil ist.
  • Unterschiedliche Aminosäuren im aktiven Zentrum führen zu verschiedenen Katalysemechanismen.

Enzymhemmung

  • Kompetitive Hemmung: Ein Substratanalogon blockiert das aktive Zentrum, wodurch die Enzymaktivität gesenkt wird.
  • Allosterische Hemmung: Ein Hemmstoff bindet an das allosterische Zentrum, was zu einer Konformationsänderung und somit Hemmung des aktiven Zentrums führt.

Klassifizierung von Enzymen

  • Enzyme werden in sieben Hauptklassen eingeteilt (z.B. Ligasen).
  • Jede Klasse wird weiter unterteilt, was zu einer eindeutigen EC-Klassifizierung führt.
  • Die EC-Klassifizierung dient der eindeutigen Identifizierung von Enzymen.

Anwendungen von Enzymen

  • Enzyme sind in der Molekularbiologie und Biochemie wertvolle Werkzeuge.
  • Enzyme können zur Isolierung und/oder Manipulation von Molekülen eingesetzt werden.
  • Enzyme können diagnostische Hinweise liefern.
  • Beispielsweise ein erhöhter CK-MB Wert im Blut kann auf einen Herzinfarkt hindeuten.

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