Enzym

Ein Enzym ist ein makromolekularer biologischer Katalysator, das biochemische Reaktionen ermöglicht oder beschleunigt. Sie sind essentiell für metabolische Prozesse in Zellen, da hier bestimmte Reaktionsgeschwindigkeiten notwendig sind, um das Leben der Zelle zu erhalten. Enzyme ermöglichen chemischen Reaktionen bei milden Reaktionsbedingungen, führen zu hohen Reaktionsgeschwindigkeiten und haben eine hohe Reaktionsspezifität. Milde Reaktionsbedingungen sind beispielsweise Körpertemperaturen von Säugetieren und Normaldruck. Verglichen mit nichtkatalysierten Reaktionen erhöht sich die Reaktionsgeschwindigkeit um zwei bis drei Größenordnungen. Die Reaktionsspezifität eines Enzyms gibt an, welche Art von Reaktion durch das Enzym katalysiert wird, z. B. sind Hydrolasen spezifisch für Spaltungsreaktionen unter Einbau von Wasser. Neben der Reaktionsspezifität ist auch die Substratspezifität wichtig, da Reaktionen nur mit bestimmten Gruppen durchgeführt werden können. Ein Beispiel hierfür ist die Lipase, welche Glycerinester spaltet. Ist keine Estergruppe vorhanden, die gespalten werden kann, findet keine Spaltungsreaktion statt, die das Enzym beschleunigen könnte. Oft läuft eine Reaktion in mehreren Schritten ab, wobei mehrere Enzyme an der Gesamtreaktion beteiligt sind.

Eine Aufgabe von Enzymen ist der Abbau von Biomasse.

Enzyme werden entsprechend ihrer Wirkung in sechs Gruppen unterteilt: Oxidoreduktasen, Transferasen, Hydrolasen, Lyasen, Isomerasen und Ligasen. Hydrolasen hydrolysieren Substrate. Dies bedeutet, dass eine Reaktion mit Wasser stattfindet, bei der das Substrat in zwei Bestandteile aufgespaltet wird.

Die Klasse der Hydrolasen ist von größter Bedeutung beim Abbau pflanzlicher Mehrfachzucker. Sie spalten die Substratbindungen unter Anlagerung von Wassermolekülen.

Um Cellulose oder Stärke abzubauen werden mehrere Enzyme benötigt. Somit können die Biopolymere komplett bis zum Einzelbaustein, der Glucose, zerlegt werden. Die wichtigste biotechnologische Anwendung finden Enzyme in der Lebensmittelindustrie und in der Waschmittelindustrie.

Englische Übersetzung(en):

enzyme