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Ablauf einer enzymatisch katalysierten Reaktion

Es gibt die verschiedensten Varianten von katalysierten Reaktionen. Eine biochemische Möglichkeit ist dabei die enzymatische. Diese tritt gerade in Organismen und Lebewesen häufig auf. Aber auch in technischen Prozessen werden Enzyme für die Herstellung bestimmter Stoffe eingesetzt. Finden Sie heraus, wie der Ablauf ist und was die Besonderheiten dieser Reaktionen sind.

Enzyme sind sehr große Moleküle.
Enzyme sind sehr große Moleküle.

Ablauf dieser Reaktion

  • Der Ablauf einer katalysierten Reaktion zeichnet sich dadurch aus, dass die Aktivierungsenergie für die Reaktion herabgesetzt ist. Dies geschieht dadurch, dass ein Katalysator einen Komplex mit dem Ausgangsstoff oder den Ausgangsstoffen eingeht und sich im Anschluss das Produkt bildet. Der Katalysator geht dabei unverändert aus der Reaktion hervor.
  • Durch Herabsetzung der Aktivierungsenergie kann die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht werden. So kann ein Katalysator für einen schnelleren Umsatz des Edukts zum Produkt sorgen.
  • Bei einer enzymatisch katalysierten Reaktion ist ein Enzym (E) der Katalysator. Meistens ist ein Enzym dabei ein Protein. Das Edukt, also der Ausgangsstoff, wird hier in der Regel Substrat genannt.
  • Die Reaktion kann somit vereinfacht durch diese Reaktionsgleichung dargestellt werden:
    S + E → ES → P + E
    ES ist dabei ein Enzym-Substrat-Komplex. Man kann sich dies so vorstellen, dass das Substrat an dem Enzym angelagert und zum Beispiel durch Wasserstoffbrückenbindungen gebunden ist, aber noch nicht verändert wurde.
  • Bildet sich das Produkt (P), so löst sich der Enzym-Substrat-Komplex auf und das Produkt wird frei. Ebenso ist das Enzym wieder frei und eine weitere Reaktion kann ablaufen.
  • Enzyme unterscheiden sich von anderen Katalysatoren durch ihre enorme Größe. Auch sind diese enzymatischen Reaktionen meist sehr selektiv. Oftmals kann ein Enzym nur mit wenigen chemischen Verbindungen eine Reaktion eingehen. Selbst zwischen Enantiomeren oder Stereoisomeren kann ein Enzym selektiv unterscheiden. Diese sehen auf den ersten Blick identisch aus, sind es allerdings nicht.

Beispiele von enzymatisch katalysierten Reaktionen

  • Für die Stärkeverzuckerung wird Alpha-Amylase oder die Glycoamylase in Brennereien und Brauereien eingesetzt.
  • In der Lederverarbeitung wird die Protease zum Weichen und Enthaaren von Leder eingesetzt.
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