Enzymspezifität


Englisch: Enzyme specificity
Französisch: Propre au système
Italienisch: Specificità enzimatica
Spanisch: Especificidad enzimática


Inhaltsverzeichnis

Enzyme sind wirkungs- und substratspezifisch, man spricht auch allgemein von der Enzymspezifität. D. h. Enzyme sind nur in der Lage, bestimmte Wirkungen an bestimmten Substraten/Stoffen einzuleiten.
Enzyme sind grundsätzlich Proteine, die Coenzyme als hinzugefügte Gruppen enthalten. Die Coenzyme sind für die Wirksamkeit der Enzyme verantwortlich. Als Coenzyme können beispielsweise die Vitamine B1, B1, B1, oder Nicotinsäure. Neben den Coenzymen können auch Ionen wie beispielsweise Calcium-Ionen (Ca2+), Magnesium-Ionen (Mg2+), Kupfer-Ionen (Cu2+) oder Chlor(-I)-Ionen (Cl-) diese Aufgabe übernehmen.
Enzyme in Verbindung mit den Coenzymen oder Ionen bilden eine so genannte Proteinmatrix. Diese Matrix sichert den Enzymen ihre mehr oder weniger stark ausgeprägte Spezifität. Die Spezifität bezieht sich auf die Substrate, mit denen die Enzyme reagieren können. Als Substrat wird der Ausgangsstoff für Funktionen von Biomolekülen und für den Stoffwechsel von Organismen bezeichnet. Ein Enzym kann nur mit einem bzw. einer beschränkten Anzahl von Substraten in ihrem aktiven Zentrum aufnehmen. Dieser Umstand wird als Selektivität bezeichnet. Die Selektivität der Enzyme auf ein bestimmtes Substrat kann mit dem Einpassen eines Schlüssels in ein Schloss verglichen werden. In diesem Zusammenhang spricht man auch von der Schlüssel-Schloss-Theorie.


Unterschiede in der Enzymspezifität

Der Bau sowie die Struktur der Proteinmatrix der Enzyme ist ausschlaggebend für die Spezifiezerung. Über die Enzymspezifität kann folgende Gruppeneinteilung vorgenommen werden:

  • Enzyme mit Bindungspsezifität besitzen eine spezielle Bindungsart in verschiedenen Substraten. Das bedeutet, dass ein aktives Zentrum eines Enzyms tatsächlich in der Lage ist, nur ein Substrat zu binden.
  • Enzyme mit Gruppenspezifität können Substrate mit zum Teil verschiedensten Strukturen binden deren physikalische Eigenschaften, wie Polaritäten und Bindungslängen ähnlich sind.
  • Substratspezifität liegt bei Enzymen vor, die nicht nur auf die Bindung, sondern auf das gesamte Molekül erstreckt.
  • Enzyme mit Artspezifität sind auf Substrate bestimmter Herkunft, beispielsweise auf spezielle Tierarten ausgerichtet.
  • Enzyme mit Stereospezifität besitzen die Eigenschaft, von 2 oder mehreren möglichen stereoisomeren Verbindungen (Stereoisomere [1]) spezifisch nur eine im aktiven Zentrum zu binden und dadurch umzusetzen.

[1] Stereoisomere sind Moleküle, die sich bei gleicher Formel und Abfolge von Atomen oder Atomgruppen lediglich durch die verschiedene räumliche Anordnung dieser Atome oder Atomgruppen unterscheiden.



Quellen


  • Reinhard Matissek, Werner Baltes: Lebensmittelchemie. Springer Spektrum, 2015 » Lebensmittelchemie