Biochemie und Biotechnologie in der Schule: Hubertus ... - ChidS
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4 Enzyme <strong>in</strong> <strong>der</strong> <strong>Schule</strong><br />
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4.2.1 Cyclodextr<strong>in</strong> - e<strong>in</strong> Modellversuch<br />
Anhand des Modellversuches soll die Wirkungs- <strong>und</strong> Substratspezifität <strong>der</strong><br />
Enzyme anschaulich dargestellt werden. In diesem Zusammenhang spielt das<br />
vere<strong>in</strong>fachte Schlüssel-Schloss-Pr<strong>in</strong>zip e<strong>in</strong>e wichtige Rolle. Außerdem sollte<br />
bei <strong>der</strong> Erarbeitung des Themenkomplexes Enzyme darauf geachtet werden, die<br />
gr<strong>und</strong>legende Theorie von katalysierten Reaktionen noch e<strong>in</strong>mal vor Augen zu<br />
führen. Dabei müssen die Schlüsselbegriffe wie<strong>der</strong>holt <strong>und</strong> e<strong>in</strong>geprägt werden.<br />
Da Enzyme Biokatalysatoren darstellen, kann man sie auch auf die allgeme<strong>in</strong>en<br />
geltenden Regeln <strong>der</strong> Katalysatork<strong>in</strong>etik anwenden. Dabei ist es von immenser<br />
Wichtigkeit folgende Punkte zu wie<strong>der</strong>holen:<br />
1.) Katalysatoren (Enzyme) senken den Energiebetrag <strong>der</strong> freien<br />
Aktivierungsenthalpie exergonischer Reaktionen ab.<br />
2.) Katalysatoren beschleunigen die Reaktionsgeschw<strong>in</strong>digkeit <strong>und</strong> nehmen<br />
ke<strong>in</strong>en E<strong>in</strong>fluss auf das Reaktionsgleichgewicht.<br />
3.) Katalysatoren beschleunigen sowohl die H<strong>in</strong>- als auch die Rückreaktion<br />
<strong>der</strong> zu katalysierenden Reaktion.<br />
4.) Katalysatoren (beson<strong>der</strong>s Enzyme) nehmen ke<strong>in</strong>en E<strong>in</strong>fluss auf die<br />
Struktur <strong>der</strong> Edukte o<strong>der</strong> Produkte. Sie stabilisieren lediglich den<br />
Übergangszustand.<br />
Der hier vorgestellte Modellversuch nimmt Bezug auf das Vorhandense<strong>in</strong> <strong>der</strong><br />
funktionellen Gruppen im aktiven Zentrum des Enzyms. Das stabile<br />
Kohlenhydrat β-Cyclodextr<strong>in</strong> soll hier modellhaft e<strong>in</strong>e reaktive Gruppe e<strong>in</strong>es<br />
Enzyms darstellen. Das ausgewählte Experiment besitzt enzymk<strong>in</strong>etische<br />
Charakteristik. Somit kann man mit Hilfe dieses Modellversuches die<br />
gr<strong>und</strong>legenden Mechanismen e<strong>in</strong>er enzymkatalysierten Reaktion erarbeiten.<br />
Bevor jedoch das Experiment vorgestellt wird, erfolgt e<strong>in</strong>e kurze Präsentation<br />
<strong>der</strong> beson<strong>der</strong>en Struktur <strong>und</strong> chemischen Eigenschaften von β-Cyclodextr<strong>in</strong>s.<br />
β-Cyclodextr<strong>in</strong> ist e<strong>in</strong> cyclisches Ologosaccharid, welches aus sieben α-1,4glycosidisch<br />
verb<strong>und</strong>enen Glucose-Monomeren besteht. Der strukturelle<br />
Aufbau gleicht e<strong>in</strong>em konischen R<strong>in</strong>g. Die vorhandenen Hydroxygruppen des<br />
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