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

1 Enzyme
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Unkompetitive Inhibition
Ein typisches Beispiel der kompetetiven Inhibition ist der Anstieg des pH-
Wertes während einer enzymatisch katalysierten Reaktion. Liegt als Cofaktor
oder Substrat beispielsweise NADH vor, wird durch die Deprotonierung des
Moleküls im Verlauf der Katalyse der pH-Wert im umgebenden Medium
erniedrigt, bis die Pufferkapazität erschöpft ist und der pH-Wert abnimmt oder
steigt. Zu diesem Zeitpunkt erliegt dann auch die Enzymaktivität. Bei der
unkompetitiven Inhibition bindet der Inhibitor nur an den Enzym-Substrat-
Komplex und steht in keiner Konkurrenz zum Substrat.
Nichtkompetitive Inhibition
Bei der nichtkompetitiven Inhibition binden der Inhibitor und das Substrat an
ganz unterschiedlichen Stellen des Enzyms. Der nichtkompetitive Inhibitor
erniedrigt die Wechselzahl des Enzyms und beeinflusst somit die
Katalysegeschwindigkeit. Die nichtkompetitive Hemmung stellt eine weitere
wichtige Art der Enzymregulation dar.
Neben den drei wesentlichen Arten der reversiblen Inhibition kann auch eine
irreversible Inhibition auftreten. Eine typische irreversible Inhibition ist die
Bindung von Penicillin an ein Enzym, welches für den Zellwandaufbau bei
Bakterien verantwortlich ist. Starke Inhibitoren, die auch irreversibel an ein
Enzym binden können, sind Übergangszustandsanaloga. Diese Art der
Inhibitoren bestätigt die grundsätzlichen Prinzipien der Katalyse, nämlich die
selektive Bindung und Stabilisierung des Übergangszustandes.
Penicillin stellt nun ein solches Übergangszustandsanalogon dar und bindet
irreversibel im aktiven Zentrum eines Enzyms, das in der Reaktionskaskade des
Zellwandaufbaus bei Bakterien vorkommt. Durch die irreversible Hemmung
des betroffenen Enzyms blockiert nun Penicillin die Bindungsstelle des Enzyms
und unterbricht die Zellwandsynthese der Bakterien. Somit wird bei den
Bakterien der Zelltod eingeleitet. Penicillin stellt einen so genannten
Selbstmordinhibitor dar. Das Beispiel Penicillin zeigt deutlich auf, wie wichtig
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