3. Enzyme

Definition: Enzyme sind Proteine die im Stoffwechsel als Biokatalysatoren wirken. Sie Stoffe, die von einem Enzym umgesetz werden, heißen Substrate.

Das nur Proteine Enzyme sind, galt lange Zeit als Dogma. Erst in jüngerer Zeit wurde entdeckt, daß auch bestimmte RNA-Moleküle (siehe später) enzymatisch aktiv werden können.

a) Enzym als Biokatalysatoren:

Def.: Ein Katalysator senkt die Aktivierungsenergie wird aber bei der Reaktion selbst nicht verbraucht.

 

Was bedeutet das?:

Nehmen wir das Beispiel der Knallgasreaktion. Dabei reagiert Wasserstoff mit Sauerstoff.

 

H2  +  1/2  O2  ---- H2O

 

Wie der Name "Knallgas" schon sagt, reagieren dabei Wasserstoff und Sauerstoff, wenn die Reaktion erst einmal in Gang gesetzt wird, sehr heftig miteinander. Bei Zimmertemperatur allerdings läuft diese Reaktion sehr langsam ab, nur wenige Wassermoleküle entstehen. Hält man allerdings eine Flamme in dieses Gasgemisch, so reagieren plötzlich sehr viele Wasserstoff- und Sauerstoffmoleküle miteinander, das System erwärmt sich, eine Kettenreaktion entsteht. Das heißt, um Wasserstoff und Sauerstoff in ausreichendem Maße reagieren lassen zu können, war eine gewisse Aktivierungsenergie (die "Flamme" = hohe Temperatur) notwendig. Diese hohe Temperatur hat die relativ starken Bindungen der Wasserstoff- und der Sauerstoffmoleküle gelöst, womit die beiden erst miteinander reagieren haben können.

Im Körper "herrschen" aber nur ca. 37° Celsius, eine Temperatur, bei der die meisten chemischen Reaktionen viel zu langsam ablaufen um den menschlichen Organismus in Gang zu halten. Enzyme senken nun diese Aktivierungsenergie dermaßen, daß chemische Reaktionen auch bei Körpertemperatur schnell genug ablaufen.

 

In der Tat findet die oben genannte "Knallgasreaktion" auch im Körper unter kontrollierten Bedingungen statt, nämlich in der Atmungskette. Dort wird der für den Körper ungemein hohe Energiebetrag, der bei dieser Reaktion entsteht in "Pakete" zerlegt indem der Wasserstoff über viele Hilfssubstrate und Coenzyme an den Sauerstoff geführt wird.