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

4 Enzyme in der Schule
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Mit diesen beiden Versuchsreihen wurde ein Einblick in die
Abhängigkeitsfaktoren der Enzymaktivität gegeben. Natürlich stellt die
Auswahl der Experimente nur einen Teilbereich der Einflussfaktoren dar, sie
sind aber repräsentativ und vermitteln die grundlegende Theorie.
4.3.3 Einfluss von Schwermetallionen auf die Enzymaktivität
In dem nun folgenden Abschnitt des Kapitels wird eine ganz spezielle
Beeinflussung der Enzymaktivität untersucht. Es handelt sich um den Einfluss
von Schwermetallionen auf die Enzymaktivität. Man kann bei der
Beeinflussung von einer reversiblen und irreversiblen Hemmung sprechen, da
sich manche Schwermetallionen durch Zugabe von mehrzähnigen Liganden
wieder aus dem aktiven Zentrum der Enzyme herauslösen lassen.
Schwermetallionen-Vergiftungen können für den Organismus schwerwiegende
Konsequenzen haben. Durch eine irreversible Hemmung von Enzymen durch
Schwermetallionen können ganze Stoffwechselprozesse zusammenbrechen und
ein Organismus im schlimmsten Fall absterben. Ein berühmtes Beispiel hierfür
sind Vergiftungen durch Kupferionen. Kupferionen legen den Stoffwechsel von
Mikroorganismen lahm, indem sie irreversibel an aktiven Zentren von
Enzymen binden. Aus diesem Grund werden oft Kupferlösungen zur
Bekämpfung von Algen und Mikroorganismen eingesetzt.
Die Wirkung und die Reversibilität dieser Vergiftungen soll anhand von zwei
einfachen und anschaulichen Experimenten geklärt werden. Für beide
Experimente dient das Enzym Urease, dessen Wirkungsweise bereits in Kapitel
4.2.2 ausführlich vorgestellt wurde. Für die Überprüfung der Katalyse wird der
Indikator Phenolphthalein benutzt. Des weiteren wird eine 1 %ige
Harnstofflösung, die als Substrat für das Enzym dient, verwendet. Die
Schwermatallkationen sind Cu 2+ , Ag + , und Pb 2+ , diese liegen in Lösungen von
Kupfersulfat, Silbernitrat und Bleiacetat mit einer Konzentration von c = 1
mol/L vor.
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