Welche Rolle spielen Enzyme im Stoffwechsel?

Mitochondrien spielen eine wichtige Rolle im Stoffwechsel und in der Proteinproduktion.

Metabolismus bezieht sich auf jeden chemischen Prozess, der in oder zwischen Zellen auftritt. Es gibt zwei Arten des Metabolismus: Anabolismus, bei dem kleinere Molek├╝le synthetisiert werden, um gr├Â├čere zu bilden; und Katabolismus, wo gr├Â├čere Molek├╝le in kleinere zerlegt werden. Die meisten chemischen Reaktionen in Zellen erfordern einen Katalysator, um zu beginnen. Enzyme, die gro├če Proteinmolek├╝le sind, die im K├Ârper gefunden werden, stellen den vollkommenen Katalysator zur Verf├╝gung, weil sie die Chemikalien innerhalb der Zellen ├Ąndern k├Ânnen, ohne sich selbst zu ├Ąndern.

Metabolismus erkl├Ąrt

Metabolismus ist ein Oberbegriff, der sich auf jeden zellul├Ąren Prozess bezieht, der eine chemische Reaktion beinhaltet. Glykolyse ist ein Beispiel f├╝r einen katabolen zellul├Ąren Prozess; In diesem Prozess wird Glukose in Pyruvat zerlegt. Wenn sich Sauerstoff und Wasserstoff am Ende der Elektronentransportkette zu Wasser verbinden, ist das ein Beispiel f├╝r einen anabolen Prozess, bei dem sich kleinere Molek├╝le zu einem gr├Â├čeren Molek├╝l verbinden.

Enzyme als Katalysatoren

Die meisten chemischen Reaktionen in den Zellen treten nicht spontan auf. Stattdessen brauchen sie einen Katalysator, um sie zu starten. In vielen F├Ąllen kann W├Ąrme ein Katalysator sein, aber dies ist ineffizient, da W├Ąrme nicht kontrolliert auf die Molek├╝le aufgebracht werden kann. Daher erfordern die meisten chemischen Reaktionen eine Wechselwirkung mit einem Enzym. Enzyme binden mit bestimmten Reaktanten, bis die chemische Reaktion eintritt, und befreien sich dann selbst. Die Enzyme selbst werden durch die chemische Reaktion nicht ver├Ąndert.

Schloss-und-Schl├╝ssel-Modell

Enzyme binden nicht unterschiedslos an Molek├╝le; stattdessen ist jedes Enzym so ausgelegt, dass es nur an ein bestimmtes Molek├╝l, das so genannte Substrat, bindet. Auf dem Substrat befindet sich eine gefaltete Gruppe von Polypeptidketten, die eine Rille bilden. Das richtige Enzym wird eine ├Ąhnliche Gruppe von Polypeptidketten aufweisen, die es ihm erm├Âglichen, an das Substrat zu binden. Andere Enzyme enthalten Polypeptidketten, die nicht ├╝bereinstimmen.

Im Jahr 1894 nannte der Wissenschaftler Emil Fischer dieses Modell das Schl├╝ssel-Schloss-Modell, weil Enzym und Substrat wie ein Schl├╝ssel in einem Schloss zusammenpassen. Laut einer von Titan Education ver├Âffentlichten Passage ├╝ber Metabolismus ist dies nicht ganz korrekt, da einige Enzyme am Ende des katalytischen Prozesses ungleichm├Ą├čig zerfallen.

Beispiel

Ein Beispiel f├╝r ein Enzym, das an das Schloss-und-Schl├╝ssel-Modell angepasst ist, ist Sucrase. Sucrase enth├Ąlt Polypeptidketten, die es ihm erm├Âglichen, an Sucrose zu binden. Sobald Saccharose und Saccharose binden, reagieren sie mit Wasser und Saccharose zerf├Ąllt in Glukose und Fruktose. Das Enzym wird dann freigesetzt und kann wiederverwendet werden, um ein anderes Molek├╝l Saccharose abzubauen.

Ungleiche Trennung

Pankreaslipase wirkt als Katalysator zum Abbau von Triglyceriden. Im Gegensatz zu Saccharose bauen sich Triglyceride nicht gleichm├Ą├čig in zwei Molek├╝le unterschiedlicher Substanzen auf. Stattdessen zerfallen Triglyceride in zwei Monoglyceride und eine Fetts├Ąure.

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