Enzymregulation und Hemmung

Übersicht

Das Video behandelt die Regulation der Enzymaktivität, insbesondere durch Inhibitoren (Hemmung), Aktivatoren (Aktivierung), Endprodukthemmung und allosterische Regulation.

Formen der Enzymregulation

• Enzymaktivität kann durch Inhibitoren gehemmt oder durch Aktivatoren gesteigert werden.
• Kompetitive Hemmung: Inhibitor konkurriert mit Substrat um das aktive Zentrum des Enzyms.
• Bei erfolgreicher Hemmung durch den Inhibitor kann das Produkt nicht gebildet werden.

Endprodukthemmung (Feedback-Hemmung)

• Endprodukthemmung ist eine negative Rückkopplung, bei der das Endprodukt als Inhibitor wirkt.
• Das Endprodukt bindet am allosterischen Zentrum des Schrittmacherenzyms und inaktiviert es.
• Hohe Konzentration des Endprodukts stoppt die Umwandlung des Substrats und synthetisiert kein weiteres Produkt.
• Sinkt die Endproduktkonzentration, wird die Hemmung aufgehoben und der Stoffwechselweg läuft erneut ab.
• Diese Regulation vermeidet Energieverschwendung durch unnötige Produktsynthese.

Allosterische Regulation

• Allosterische Regulation erfolgt durch Bindung eines Effektormoleküls am allosterischen Zentrum, das räumlich getrennt vom aktiven Zentrum ist.
• Effektor kann sowohl Aktivator als auch Inhibitor sein und beeinflusst die Reaktionsgeschwindigkeit.
• Bindung eines Aktivators stabilisiert die aktive Form des Enzyms und erhöht die Substrataffinität.
• Viele allosterische Enzyme besitzen mehrere aktive Zentren auf verschiedenen Untereinheiten.
• Positive Kooperativität: Bindung eines Substrats erleichtert die Bindung weiterer Substratmoleküle an anderen Zentren.
• Allosterische Enzyme reagieren empfindlich auf kleine Änderungen der Substratkonzentration.
• Allosterische Enzyme katalysieren häufig die Schrittmacherreaktion eines Stoffwechselweges.

Schlüsselbegriffe & Definitionen

• Enzymhemmung — Verringerung der Enzymaktivität durch Inhibitoren.
• Kompetitive Hemmung — Inhibitor konkurriert mit Substrat um das aktive Zentrum.
• Allosterische Regulation — Regulation durch Effektormoleküle am allosterischen Zentrum.
• Effektor — Molekül, das die Enzymaktivität hemmen oder fördern kann.
• Endprodukthemmung (Feedback-Hemmung) — Das Endprodukt hemmt das Schrittmacherenzym eines Stoffwechselweges.
• Schrittmacherenzym — Das Enzym, das den ersten Schritt eines Stoffwechselweges katalysiert.
• Positive Kooperativität — Eine Form der Regulation, bei der die Bindung eines Substrats die Bindung weiterer Moleküle erleichtert.

Aufgaben / Nächste Schritte

• Wiederhole die Definitionen und Mechanismen der Enzymregulation.
• Zeichne zur Übung ein Diagramm zum Verlauf der Reaktionsgeschwindigkeit bei allosterischen Enzymen.
• Vergleiche kompetitive und allosterische Hemmung anhand von Beispielen.