Enzyme

Aufbau Holoenzym

• Protein, dreidimensionale Struktur
• Aktives Zentrum, hier wird das Substrat gebunden, nach Schlüssel-Schloss-Prinzip oder Induced-Fit-Modell

Bestandteile

• Proteinanteil
• Kofaktor
  • Anorganische Metallionen
  • Organische Moleküle
    • Coenzym, fest gebunden, geht unverändert aus der Reaktion heraus = prosthetische Gruppe
    • Cosubstrat, nicht fest gebunden, nimmt an Reaktion teil
      • muss regeneriert werden

Aufbau Apoenzym

• gleich wie Holoenzym; es fehlt der Kofaktor

Katalytischer Zyklus

E + S -> [E S] -> [E P] -> E + P

• Enzym trifft auf das Substrat
• Enzym bindet an das Substrat -> Enzym-Substrat-Komplex
• Enzym katalysiert die Umwandlung des Substrats in das Produkt
• Enzym und das Produkt trennen sich
• Enzym geht unverändert aus der Reaktion hervor, kann neuen Komplex bilden

Einfluss bei Merkmalsbildung

Die DNA der Hibiscus-Pflanze enthält den Bauplan für 5 Enzyme, die für die Farbstoffbildung der Blüte verantwortlich sind. Sind nicht alle 5 Enzyme durch Proteinbiosynthese synthetisiert, verändert sich die Farbe der Blüte (Phänotyp).

Proteasen & Peptidasen

• schneiden Proteine bzw. Polypeptidketten an bestimmten Stellen
• Hydrolyse

Verdauung bei Wirbeltieren

• Proteasen haben wichtige Rolle bei Verdauung in Wirbeltieren
• Endopeptidasen spalten im Magen Proteine in der Aminosäurefrequenz
  $⟹$ spalten Proteine in Bruchstücke
• diese Bruchstücke werden wiederum von Endopeptidasen abgebaut
  $⟹$ Es entstehen Dipeptide (zwei aneinanderhängende Aminosäuren)
• Dipeptide werden von Dipeptidasen in einzelne Aminosäuren

Innerhalb der Zelle

• wenn Protein in Zelle gebildet wird, ist dieses häufig nicht funktionsfähig
• ein Teil wird abgespalten $\to$ zwei Peptidfragmente entstehen
• funktionstüchtiges aktiviertes Protein
• Abbau von nicht benötigten Proteinen
  • wird markiert
  • Proteasen kommen zum Einsatz
    • molekulare Häcksler
    • Proteazoom
  • wird in Einzelteile zerlegt

Eigenschaften

• Substratspezifität - durch spezifische Beschaffenheit/Struktur kann nur ein bestimmtes Substrat binden
• Wirkungsspezifität - das Enzym kann nur eine bestimmte Reaktion hervorrufen