Biochemie und Biotechnologie in der Schule: Hubertus ... - ChidS

4 Enzyme in der Schule
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Glycogen wird in Form kleiner Granula 27 in die Zellen eingelagert und dient
vor allem der schnellen Energiegewinnung. Bei der Synthese des Glycogens ist
das Enzym Phosphorylase beteiligt, das folgende Reaktion katalysiert:
(α-1,4-Glycosyl)n + Glucose-1-phosphat (α-1,4-Glycosyl)n+1 + Pi
Bei der aufgeführten Reaktion handelt es sich um eine vereinfachte
Wortgleichung, die verdeutlichen soll, wie die Reaktion in ihren Grundzügen
abläuft. Die (α-1,4-Glycosyl)n-Moleküle stellen „Startermoleküle“ dar. Dabei
ist es von untergeordneter Rolle, welche Kettenlänge sie besitzen. Die
wichtigsten Merkmale dieser Moleküle sind, dass sie Kondensate der Glucose
darstellen und α-1,4-glycosidische Bindungen aufweisen. Maltose und
Amylose sind die häufigsten „Startermoleküle“. Das Enzym Phosphorylase
katalysiert nun den Syntheseschritt der Übertragung eines Glucose-1-phosphat-
Moleküls auf das „Startermolekül“ unter Abspaltung eines Phosphatrestes (Pi).
Das Enzym stellt somit eine Transferase dar. Die Synthese und der Abbau von
Glycogen sind weitere wichtige Stoffwechselprozesse, die hier aber nicht näher
erläutert werden.
Das Experiment der Stärkesynthese bzw. der Glycogensynthese betrachtet die
Wirkungsweise der Phosphorylase genauer. Dabei wird versucht das Enzym auf
eine schonende Art und Weise zu isolieren. Dazu zerreibt man zuerst eine
frische Kartoffelknolle und zermörsert die erhaltenen Kartoffelstückchen zu
einem Brei. Der entstandene Brei wird dann mit Hilfe eines Büchnertrichters
und einer Membranpumpe abgenutscht, damit man an den Kartoffelsaft gelangt.
Diesen versetzt man mit einigen (mindestens 5) Spatelspitzen Kieselgel, damit
die in dem Saft enthaltene native Stärke adsorbiert, also entfernt, und
anschließend abzentrifungiert wird. Nach der Zentrifugation arbeitet man mit
dem flüssigen Überstand des Zentrifugats weiter. Als erstes unterzieht man den
Überstand einer Stärkereaktion mittels „Lugolscher-Lösung“. Der Überstand
darf dabei keine positive Stärkereaktionen hervorrufen. Danach prüft man den
27 Granula = Ansammlung von z.B. natürlichen Polymeren innerhalb einer Zelle
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