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Merkmale
Enzyme
Katalysatoren
Allgemein
Eiweißverbindungen, die biologische Vorgänge ermöglichen bzw. beschleunigen. Enzyme sind bioaktive Substanzen.
Ein Katalysator ist ein Stoff, der eine mögliche Reaktion hervorruft, ihre Geschwindigkeit verändert oder sie in eine bestimmte Richtung lenken kann, der jedoch in der Gleichung des resultierenden Umsatzes nicht auftritt.
Aktivierungsenergie
Setzten Aktivierungsenergie herab und Beschleunigen somit die Stoffumwandlungen in der Zelle
Setzt Aktivierungsenergie herab
Links: ohne Katalysator
Rechts: mit Katalysator
Katalyse
Als Katalysatoren sorgen Enzyme dafür, dass wichtige chemische Reaktionen in lebenden Zellen überhaupt ablaufen können
Chemische Reaktion, die unter Entwicklung eines Katalysators abläuft.
Positive Katalyse ist eine durch die Entwicklung eines Katalysators mit höherer Reaktionsgeschwindigkeit ablaufende Reaktion.
Negative Katalyse ist eine durch die Einwirkung eines Inhibitors (verringert Reaktionsgeschwindigkeit) mit niedriger Reaktionsgeschwindigkeit ablaufende Reaktion.
Reaktions-geschwindigkeit
Bei voller Absetzung ist die maximale Reaktionsgeschwindigkeit erreicht
Ermöglichen chemische Reaktionen mit hoher Reaktionsgeschwindigkeit bei niedrigen Temperaturen
Die Reaktionsgeschwindigkeit hängt auch von Konzentration des Katalysators ab. Dabei wirken Katalysatoren häufig schon in geringsten Spuren
Kreißprozesse
Keine Angaben
Ein Katalysator ist ein Stoff, der an einem Reaktionskreisprozess teilnimmt. Nach dessen Durchlaufen liegt er wieder unverändert und zu neuer Reaktion bereit vor
Katalyse-Kreisprozeß
Vergiftung
Vergiftungen können unter Umständen lebensbedrohlich sein. Das wohl bekannteste Beispiel für die Auswirkung der vollständigen Blockierung eines einzigen Enzyms ist die Vergiftung der Cytochrom-Oxidase durch Cyanid-Ionen. Dieses Enzym ist Teil der für aerob eingestellte Organismen lebensnotwendigen und unersetzbaren Reaktionssequenz, der Atmungskette. Sein Ausfall hat das Syndrom der Cyankali-Vergiftung zur Folge.
Vergiftungen an Enzymen kann man durch Zugabe von Schwermetall-Ionen erreichen
Bei der Vergiftung wird der Katalysator unwirksam gemacht. Auch an den Enzymen kann man gut zeigen, daß Katalysatoren vergiftbar sind. Hier wirken vor allem komplexierende Schwermetall-Ionen wie die vom Kupfer.
pH-Wert
Wie alle Proteine sind auch die Enzyme gegen pH-Wert-Änderungen empfindlich. Das gilt zunächst einmal für die Denaturierung aufgrund extremer pH-Wert-Änderungen, die den vollständigen (oftmals irreversiblen) Ausfall der Funktion eines Proteins zur Folge hat.
pH-Optimum
Katalysatoren erhöhen den pH-Wert
Bau
Enzyme sind Proteine
Gentechnisch veränderte Enzyme (hier das Eiweiss-spaltende Subtilisin) werden auch großtechnisch eingesetzt
Gibt verschiedene Katalysatoren, das ist abhängig vom Stoff, daher unterschiedlicher Bau.
Beispiele für Verschiedene Katalysatoren:
Zink-Chrom(III)-Oxid-Katalysator reagiert mit Methanol
Reaktionsspezifztät
Die meiste
n Enzyme sind auf einen Reaktionstyp spezialisiert. Danach teilt man die Enzyme auch in sechs Gruppen ein.
1 Oxidoreduktasen
2 Transferasen
3 Hydrolasen
4 Lyasen
5 Isomerasen
6 Ligasen
Beispiele für Katalysatoren:
Vanadiumoxid, Platin, Nickel, Peroxide, Aktivkohle, Komplexverbindungen und Ionenaustauscher
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