Funktion und Hemmung von Enzymen Seminar zum Biochemischen Praktikum für Lehramtskandidaten Sommersemester 2010 Referentin: Elke Stalter Dozent: Prof. Dr. Jauch

Gliederung Aufbau und Eigenschaften Funktion Hemmung: a.) reversible Hemmung - Kompetitive Hemmung - Nicht-kompetitive Hemmung b.) irreversible Hemmung Bedeutung der Enzymhemmung in der Medizin

Aufbau der Enzyme besteht aus Proteinkette mit bestimmter Struktur besitzt ein aktives Zentrum

Eigenschaften der Enzyme Enzyme fungieren als Biokatalysatoren: - setzen die Aktivierungsenergie der Reaktionen herab - beschleunigen biochemische Reaktionen beschleunigen die Reaktionsgeschwindigkeit auf das 1015-fache liegen nach der Reaktion unverändert vor

Energiediagramm (exotherme Reaktion)

Eigenschaften der Enzyme Enzyme sind a.) reaktionsspezifisch: ein bestimmtes Enzym katalysiert nur eine bestimmte chemische Reaktion b.) substratspezifisch: sie katalysieren eine Reaktion nur bei einem ganz bestimmten Substrat  Schlüssel-Schloss Prinzip

Funktion der Enzyme Synthese und Spaltung von Substratmolekülen aufgrund ihrer Wirkung kann man die Enzyme in verschiedene Gruppen einteilen Enzymgruppe Wirkung Beispiel Oxidore-duktasen katalysieren Oxidationen und Reduktionen Atmungs- und Photosyntheseenzyme: Oxidasen Hydrolasen hydrolytische Spaltung Peptidasen (Verdauung) Transferasen übertragen funktionelle Gruppen Aminotransferase

Verlauf einer Enzymreaktion

Hemmung des Enzyms a.) reversible Hemmung Kompetitive Hemmung - Substrat u. Inhibitor ähnliches Aussehen, konkurrieren um aktives Zentrum - hohe Inhibitorkonzentration = Begünstigung des Enzym-Inhibitor Komplex - Inhibitor stoppt die Enzymarbeit

Hemmung des Enzyms a.) reversible Hemmung Nicht-kompetitive Hemmung - Substrat u. Inhibitor anderes Aussehen, Inhibitor bindet an 2. Bindungsstelle - hohe Inhibitorkonzentration = Begünstigung des Enzym-Inhibitor Komplex - Inhibitor verformt aktives Zentrum und stoppt die Enzymarbeit

Hemmung des Enzyms b.) Irreversible Hemmung - Inhibitor bleibt am aktiven Zentrum fest gebunden und verändert es  kein rückgängig machen möglich - Enzym wird „vergiftet“ - Bsp.: Schwermetalle wie Quecksilber, Blei (zerstören die Disulfidbrücken der Enzyme)

Bedeutung der Enzymhemmung in der Medizin Arzneimittel hemmen einzelne Enzyme Stillstand einer chronischen Krankheit Bsp.: ACE-Hemmer  senken Blutdruck Entdeckung: im Schlangengift 1940, da Blutdruck des Opfers massiv abfiel Das Gift hemmt das Enzym ACE  Erfindung von blutdrucksenkenden Arzneimittel