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Bei den nachfolgen Betrachtungen gehen wir davon aus, dass ein Cosubstrat (z.B. ein Vitamin) mit in das Reaktionsgeschehen eingreift. Im den nachfolgenden schematischen Modellen werden die Stoffe in primitiven geometrischen Formen gehalten, um ein Nachvollziehen / Abzeichen / Experimentieren mit dem Modell möglicht einfach zu gestalten. Die realen Größenproportionen wurden ebenfalls vernachlässigt. Zu Anfang liegen die einzelnen Komponenten (frei) im Zytoplasma vor. Durch Diffusionsvorgänge gelangen die Teile an die passenden Stellen. Wenn das Cosubstrat am Eiweißkörper angelagert ist, kann das Enzym funktionieren. Das Substrat – dass exakt in die Arbeitszone (aktives od. katalytisches Zentrum) passen muss, kann sich anlagern. Die arbeitsfertige Gesamteinheit wird Enzym-Substrat-Komplex genannt. Sofort kommt eine interne Kettenreaktion in Gang. Durch innermolekulare Umlagerungen und kleine chemische Reaktionen (Zwischenschritte) wird das Substrat umgewandelt. Die Reaktionsprodukte werden danach abgespalten. Oft wird auch noch das Cosubstrat abgegeben und der Prozess kann nun wieder von vorne beginnen. Jedes Holoenzym passt nur zu einem Substrat. Selten werden mehrere ähnliche Substrate umgewandelt. Das aus Eiweiß-Körper und Cosubstrat gebildete aktive Zentrum ist so gebaut, dass das Substrat hier genau reinpasst. Nur dann kann das Enzym auch arbeiten. Falsche Substrate können sich zwar in das aktive Zentrum einlagern - können aber keine Passung herstellen. Das Enzym setzt das falsche Substrat nicht um. Da Passung und Funktion hier zusammengehören, spricht man vom Schlüssel-Schloss- Prinzip. Das Substrat muss wie ein Schlüssel in das Schloss (Enzym) passen. Erst dann funktioniert das Schloss. Biochemiker bezeichnen diese Eigenschaft von Enzymen auch als Substratspezifität. Nur das zugehörige (passende) Substrat wird umgewandelt. Alle anderen – zufällig auftauchenden Stoffe – werden normalerweise nicht "beachtet". Unter der Wirkspezifität versteht der Biochemiker die Eigenschaft eines Enzyms immer die gleiche Reaktion durchzuführen – es hat immer die gleiche Wirkung. Substratspezifität und Wirkspezifität sind wesentliche Voraussetzungen für einen geordneten Stoffwechsel (Metabolismus). Fehlt für einen En- zym-Substrat- Komplex das notwendige Coenzym, dann bleibt die Reaktion stecken. Auch die eigentlich passenden Substrate können nicht umgesetzt werden. - 109 - (c,p) 2008 lsp: dre
Manchmal passen andere Substrate doch (z.T.) in das aktive Zentrum. Wegen irgendwelcher – größerer oder kleinerer – Abweichungen im Molekül-Bau kommt es aber nicht zur Umwandlung. Da der "falsche" Stoff den normalen Prozeß aufhält / hemmt, wird er auch als Hemmstoff / Inhibitor (lat.: inhibeo = behindern, beschränken) bezeichnet. Nachdem der Inhibitor abgewandert ist, beginnt die Konkurrenz um das aktive Zentrum wieder von vorn. Je nach Konzentration von Substrat und Inhibitor kommt mal der eine oder das Andere zum aktiven Zentrum. Die Anlagerung des Hemmstoffs kann so fest sein, dass sich das "falsche" Substrat nicht wieder abtrennen kann. Es steckt im aktiven Zentrum fest. Das Enzym wird blockiert und kann im Weiteren keine Umwandlungen mehr durchführen. - 110 - (c,p) 2008 lsp: dre
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