In unserem Organismus laufen ständig Reaktionen ab, die für die Aufrechterhaltung des Lebens unerlässlich sind. Zum Beispiel werden die Nährstoffe in den Lebensmitteln, die wir zu uns nehmen, wie Proteine, Kohlenhydrate und Fette, in andere Stoffe umgewandelt, die wir aufnehmen können. Diese Umwandlungen erfolgen dank der Anwesenheit von Enzymen zu schnell.
Beim Enzyme sind Proteinmoleküle mit großer Molmasse, die als biologische Katalysatoren, auch genannt Biokatalysatorend.h. sie können den Stoffwechsel beschleunigen (Körperreaktionen).
Zum Beispiel braucht ein Lutscher auf einem Tisch lange, um sich zu zersetzen, wenn er nur mit dem Sauerstoff in der Luft in Kontakt kommt. Aber wenn wir es konsumieren, erfolgt die Reaktion zwischen dem Zucker im Lutscher und dem Sauerstoff des Körpers in wenigen Sekunden, weil die Enzyme auf die Zuckermoleküle einwirken und Strukturen bilden, die leichter reagieren und die Reaktion.
Enzyme sind hochspezifisch, d. h. jedes wirkt als biologischer Katalysator für nur eine Reaktion.
Dies liegt daran, dass das Enzym ein aktives Zentrum hat, das sich mit der Verbindung verbindet, die die enzymatische Wirkung erfährt. Diese Verbindung heißt Substrat. Es ist, als ob das Enzym der Schlüssel zu einem Schloss (Substrat) wäre.Im folgenden Diagramm ist dies beispielhaft dargestellt:
Beachte das Das Enzym reagiert auf eine bestimmte Weise mit dem Substrat, wodurch eine leicht abbaubare Zwischenverbindung entsteht, aus der die Produkte entstehen. Außerdem wird das Enzym regeneriert und bei der Reaktion nicht verbraucht, wie dies bei allen Katalysatoren der Fall ist.
Ein Beispiel für ein Enzym, das im Magen vorhanden ist, ist Pepsin. Wenn wir ein Stück Fleisch mit dem Pepsin in Kontakt bringen, zerfällt das Fleisch schnell. Wenn wir anstelle von Pepsin nur Salzsäure verwenden, die der Hauptbestandteil des Magensaftes ist, werden wir sehen, dass das Fleisch lange braucht, um sich zu zersetzen. Daher ist die Anwesenheit dieses Enzyms in unserem Körper unerlässlich, um Proteine abzubauen, die die Substrate von Pepsin sind.
Ein weiteres Beispiel ist der Transport von Kohlendioxid im menschlichen Körper. In unseren roten Blutkörperchen befindet sich das Enzym Carboanhydrase die Kohlendioxid etwa 5.000-mal schneller in Kohlensäure umwandelt als ohne seine Anwesenheit!
Nun, eine enzymatische Katalyse, die wir uns im Alltag vorstellen können, ist, wenn wir uns selbst verletzen und Wasserstoffperoxid über die Wunde auftragen. Im Moment gibt es ein intensives Aufbrausen, das ist die Zersetzung von Wasserstoffperoxid. Diese Zersetzung erfolgt sehr langsam, aber wenn wir das Produkt mit dem Blut in Kontakt bringen, wird ein Enzym namens Katalase erhöht die Reaktionsgeschwindigkeit.
Da keine Katalase aus dem Blut verbraucht wird, wird das Aufschäumen anhalten, wenn mehr Wasserstoffperoxid an der Stelle hinzugefügt wird.
Dieses Konzept wird in Labortests zur Unterscheidung von zwei Bakterienarten genutzt: Staphylokokken und Streptokokken. Nur Staphylokokken enthalten Katalase. Im Test wird der Probe also Wasserstoffperoxid zugesetzt, wenn es sprudelt, sind es Staphylokokken, wenn nicht, sind es Streptokokken.
Von Jennifer Fogaça
Abschluss in Chemie
Quelle: Brasilien Schule - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/catalise-enzimatica.htm
