Wie sich die Enzymaktivität ändert, wenn die Enzymkonzentration abnimmt

Wie sich die Enzymaktivität ändert, wenn die Enzymkonzentration abnimmt

Die moderne Wissenschaft hat entdeckt, dass viele essentielle biologische Prozesse ohne Enzyme nicht möglich wären. Das Leben auf der Erde hängt von biochemischen Reaktionen ab, die nur dann adäquat ablaufen können, wenn sie von Enzymen katalysiert werden. Aber enzymatische Reaktionen können immer noch zu langsam stattfinden, wenn die Konzentration von Enzymen in einem reaktiven System niedrig ist.

Beschleunigte Reaktionen

Enzyme unterstützen chemische Reaktionen, indem sie bewirken, dass Moleküle auf eine Weise interagieren, die die Energiemenge reduziert, die zum Starten einer Reaktion benötigt wird. Diese Energie, bekannt als Aktivierungsenergie, wird von der Umwelt geliefert. Zum Beispiel kann die Umgebungstemperatur, die mit der Temperatur einer Umgebung verbunden ist, als Aktivierungsenergie verwendet werden. Die Geschwindigkeit chemischer Reaktionen in biologischen Umgebungen wird oft durch begrenzte Mengen an Umgebungsenergie begrenzt, aber Enzyme überwinden diese Beschränkung, da sie eine geringere Menge an Energie ermöglichen, um mehr Reaktionen zu aktivieren.

Ein Enzym, eine Reaktion

In den meisten Situationen hat eine abnehmende Enzymkonzentration einen direkten Einfluss auf die Enzymaktivität, da jedes Enzymmolekül nur eine Reaktion gleichzeitig katalysieren kann. Das Molekül, an das ein Enzym bindet, wird Substrat genannt. Im Allgemeinen bindet ein Enzym an ein Substrat, um die Aktivierungsenergie für eine chemische Reaktion zu senken. Wenn alle Enzyme in einem System an Substrate gebunden sind, müssen zusätzliche Substratmoleküle darauf warten, dass nach Abschluss einer Reaktion ein Enzym verfügbar wird. Dies bedeutet, dass die Reaktionsgeschwindigkeit mit abnehmender Enzymkonzentration abnimmt.

Eine Eins-zu-Eins-Beziehung

In den meisten biologischen Umgebungen ist die Konzentration von Enzymen niedriger als die Konzentration von Substraten. Solange dies zutrifft, ist die Beziehung zwischen Enzymkonzentration und Enzymaktivität direkt proportional. In einem Diagramm, das die Reaktionsrate gegen die Enzymkonzentration zeigt, sieht diese direkt proportionale Beziehung wie eine gerade Linie mit einer Steigung von eins aus. Mit anderen Worten, ein zusätzliches Enzym erhöht die Geschwindigkeit um eine Reaktion pro Zeiteinheit, und ein entferntes Enzym verringert die Geschwindigkeit um eine Reaktion pro Zeiteinheit.

Enzyme ohne Substrate

Eine Ausnahme von der direkt proportionalen Beziehung ist, dass eine abnehmende Enzymkonzentration nicht zu einer verringerten Enzymaktivität führt, wenn die Substratkonzentration niedriger als die Enzymkonzentration ist. In dieser Situation haben die entfernten Enzyme keine Wirkung, da das System noch genügend Enzyme besitzt, um mit allen verfügbaren Substraten zu binden. Daher wird sich ein Diagramm der Enzymaktivität gegen die Enzymkonzentration schließlich zu einer flachen Linie ausgleichen, wenn die Enzymkonzentration auf ein Niveau ansteigt, das der Substratkonzentration ähnlich ist.

Teilen Sie Mit Ihren Freunden