Die Abhängigkeit der Enzymaktivität von verschiedenen Faktoren
Def. Enzymaktivität: Maß für die Zahl der Substratmoleküle, die ein Enzym pro Sekunde umsetzt (=Umsatzrate, Wechselzahl)
Def. Reaktionsgeschwindigkeit: Stoffumsatz pro Zeit d.h. Abnahme des Edukts/Zeit oder Zunahme des Produkts/Zeit
Faktoren, die die Enzymaktivität beeinflussen: 
1) Temperaturabhängigkeit
2) Die Abhängigkeit von der Substratkonzentration
3) Die Abhängigkeit vom pH-Wert
4) Die Abhängigkeit von Giftstoffen
5) Kompetitive und allosterische Hemmung 
1)Temperaturabhängigkeit
ABI-Skizze: Grafik
Deutung:  
Deutung des Kurvenverlaufs:   I) Temperaturerhöhung bewirkt eine Teilchenbeschleunigung à Enzymmoleküle und Substratmoleküle bewegen sich schneller und treffen häufiger zusammen; à die Reaktionsgeschwindigkeit (RG) steigt, d. h. pro Zeiteinheit entsteht mehr Reaktionsprodukt.

RGT-Regel* :Eine Erhöhung um 10° C bewirkt etwa eine Verdopplung der Reaktionsgeschwindigkeit.
* Reaktionsgeschwindigkeits-Temperatur-Regel

II) Bei einer Temperatur von ca. 45° C wird die thermische Bewegung der
 Enzymmoleküle so heftig, dass die Tertiärstruktur zerstört wird (das bedeutet: H-Brücken, Disulfid-Brücken .. lösen sich) à die RG geht rasch gegen Null, da das aktive Zentrum zerstört wird. à Hitzedenaturierung

2) Abhängigkeit der Enzymaktivität von der Substratkonzentration
ABI-Skizze: Grafik
Deutung: Es handelt sich um eine Sättigungskurve.


1) Zunächst sind noch nicht alle Enzymmoleküle mit Substratmolekülen besetzt à eine Erhöhung der Substratkonzentration führt noch zu einer Beschleunigung der Reaktion;
2) Wenn alle Enzymmoleküle voll „ausgelastet“ sind, kann die RG nicht weiter steigen. à Sättigung!

   T=const.       
(E)=const.      
Wie sähe die Grafik bei höherer Temperatur aus? Wie sähe die Grafik bei höherer Enzymkonzentration aus? 
3) Die Abhängigkeit vom pH-Wert
Def. pH-Wert:
Maß dafür, wie stark sauer bzw. alkalisch eine wässrige Lösung ist. (-lg(H3O+))
ABI-Skizze: Grafik
Deutung:

Jedes Enzym hat ein pH-Optimumà Optimumskurven

z.B. Pepsin: Eiweißspaltendes Enzym (Proteinase) in der Magenflüssigkeit, die stark sauer ist: pH-Optimum =2

z.B. Trypsin: Proteinase im Dünndarm (leicht alkalisch pH-Optimum bei 8 – 10 )

z.B. Urease: pH-Optimum = 7
Deutung des Kurvenverlaufs:
Eine pH-Änderung bewirkt eine Änderung der Tertiärstruktur des Proteinmoleküls.
Grund: Einige Aminosäuren haben in ihrem Rest zusätzliche Aminogruppen bzw. Carboxylgruppen. Durch Änderung des pH-Werts ändert sich die Konzentration an H+-Ionen (H3O+)à.die Ionenladungen dieser Gruppen ändert sich àdie Raumstruktur ändert sich.
Nur bei einem bestimmten pH-Wert ist das aktive Zentrum des Enzyms optimal passend für das Substratmolekül.
4) Die Abhängigkeit von Giftstoffen
Z. B. die Zugabe von Schwermetall-Ionen zu einer Urease-Reaktion zu einem bestimmten Zeitpunkt. Zugabe von (nicht leitendem) Formaldehyd
Achtung: Hier wird nicht die RG gemessen, sondern die Menge an entstandenem Produkt! Nach Giftzugabe bleibt die Leitfähigkeit konstant.
Deutung:
Die Schwermetall-Ionen bzw. Formaldehyd und andere Gifte binden sich an die Eiweißmoleküle der Enzyme;à Blockierung der Enzymwirkung durch Veränderung der Tertiärstrukturà RG verringert sich je nach Giftdosis irreversibel!

 
5) siehe Enzymeigenschaften
 
Übungsaufgaben:
Lösungsvorschlag: Wiederholen Sie die grundsätzlichen Vorgänge bei der enzymatischen Zerlegung von Eiweiß, Kohlenhydraten und Fetten in unserem Verdauungssystem (Klasse 10!)

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