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Die RGT-Regel und die Enzyme - Zusammenhänge erklärt

Enzyme sind für Chemiker und Biologen interessant.
Enzyme sind für Chemiker und Biologen interessant.
In der Schule oder im Studium werden viele mit der RGT-Regel konfrontiert. Diese Regel aus der Biochemie wird auf Enzyme angewandt und wirkt auf den ersten Blick sehr kompliziert. Die dahinter stehenden Zusammenhängen sind aber leicht zu verstehen.

Grundlegendes: Was tun die Enzyme?

  • Bei Enzymen handelt es sich um ganz spezielle Eiweiße. Sie besitzen eine tertiäre Struktur; sind also räumlich erfassbar.
  • Dieser Aufbau ist notwendig, damit sie Rezeptoren besitzen können. Dies sind Andockstellen, an denen Signalstoffe, sogenannte Substrate, sich festsetzen können.
  • Enzyme sind also eine Art von Schloss und es laufen Reaktionen ab (Enzymreaktionen), sobald der passende Schlüssel auf das Eiweiß trifft.
  • Wie intensiv die Enzymaktivität ist, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Einer ist die Temperatur und hier kommt die RGT-Regel zur Anwendung.

Ein detaillierter Blick auf die RGT-Regel

  • Ausgeschrieben handelt es sich um die Reaktionsgeschwindigkeit-Temperatur-Regel. 
  • Ihre Gültigkeit wurde bereits 1884 von Jacobus Henricus van ’t Hoff, einem Chemiker aus den Niederlanden entdeckt. Man nennt sie daher auch "van ’t Hoff’sche Regel".
  • Die Faustregel besagt, dass sich die Aktivität der Enzyme erhöht, sobald die Temperatur steigt. So lassen sich diverse chemische Phänomene der Biochemie nun erklären.
  • Experimente haben gezeigt, dass die Teilchenbewegung umso stärker wird, je höher die Temperatur ist.
  • Durch diese Bewegungen treffen die Enzyme und ihre Substrate viel öfter aufeinander. Zudem sind die Bindungen zwischen Atomen deutlich reaktiver. Beides bewirkt, dass es zu deutlich mehr Substratumsatz kommt.
  • Laut RGT-Regel steigt die Aktivität um das Zwei- bis Vierfache an, sobald man die Temperatur um zehn Grad Celsius erhöht. 
  • Allerdings kann man die Enzymaktivität keinesfalls unbegrenzt steigern. Ab einer gewissen Hitze beginnen Eiweiße zu denaturieren; die Struktur wird also zerstört.
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