Meyers Großes Taschenlexikon in 25 Bänden
Enzyme
Enzyme[grch.] (früher Fermente), in der Zelle gebildete hochmolekulare Proteine, die als Biokatalysatoren der Organismen deren Stoffwechsel katalytisch steuern. Zu ihren Aufgaben gehört es, die Zellversorgung zu gewährleisten, tox. Stoffe zu entfernen oder abzubauen, andere (Fett, Glykogen) aus den Depots zu mobilisieren und die Prozesse auszulösen und zu beschleunigen (katalysieren), die zur Gewinnung der für den Organismus nötigen Energie erforderlich sind. E. kommen kolloidal in den Körperflüssigkeiten oder an Membranen gebunden vor. Sie ermöglichen einen raschen Ablauf biochem. Reaktionen bei niedrigen Temperaturen in wässrigem Medium. Wie »Schloss und Riegel« besteht strenge Spezifität des jeweiligen E. zu seinem Substrat. - In ihrem Aufbau unterscheiden sich die E. nicht von anderen Proteinen. Ihre physiolog. Aktivität beruht vielmehr auf der Eigenart der Verknüpfung der Peptidketten (Sekundär-, Tertiär- und Quartärstrukturen). Die meisten E. bestehen aus dem eigentl. Enzymproteinanteil, dem Apoenzym, und einem Nichtproteinbestandteil, dem Coenzym oder der prosthet. Gruppe. Beide zus. bilden das Holoenzym. Die Coenzyme sind organ. Substanzen, die die Übertragung bestimmter funktioneller Gruppen oder Atome vom oder auf das Substrat bewirken.
Die E. bilden mit ihrem Substrat an den aktiven Zentren Enzym-Substrat-Komplexe. An diesen erfolgt auch die Umwandlung oder Spaltung des Substrats, worauf das Reaktionsprodukt wieder abgespalten wird und das Enzymmolekül für eine neue Umsetzung frei ist: Da die Zahl der E. infolge ihrer Spezifität sehr groß ist, erfordern viele Reaktionswege im Organismus ganze Enzymsysteme wie der Zitronensäurezyklus oder die Atmungskette. Bei den enzymat. Biosynthesewegen spielen auch Gruppenübertragungsreaktionen (Austauschreaktionen zw. zwei Substraten) eine Rolle, so z. B. die Übertragung von »energiereichem« Phosphat durch Adenosintriphosphat.
Die techn. Anwendung von E. hat in den letzten Jahren erheblich zugenommen, bedingt durch Methoden der Gentechnologie, die eine Synthese zahlr. E. durch Mikroorganismen ermöglicht. Einsatzbereiche sind u. a. Arzneimittelherstellung, Lebensmittelverarbeitung, Energiegewinnung, Abwasserüberwachung, Waschmittelindustrie. (Biotechnologie)
Enzyme[grch.] (früher Fermente), in der Zelle gebildete hochmolekulare Proteine, die als Biokatalysatoren der Organismen deren Stoffwechsel katalytisch steuern. Zu ihren Aufgaben gehört es, die Zellversorgung zu gewährleisten, tox. Stoffe zu entfernen oder abzubauen, andere (Fett, Glykogen) aus den Depots zu mobilisieren und die Prozesse auszulösen und zu beschleunigen (katalysieren), die zur Gewinnung der für den Organismus nötigen Energie erforderlich sind. E. kommen kolloidal in den Körperflüssigkeiten oder an Membranen gebunden vor. Sie ermöglichen einen raschen Ablauf biochem. Reaktionen bei niedrigen Temperaturen in wässrigem Medium. Wie »Schloss und Riegel« besteht strenge Spezifität des jeweiligen E. zu seinem Substrat. - In ihrem Aufbau unterscheiden sich die E. nicht von anderen Proteinen. Ihre physiolog. Aktivität beruht vielmehr auf der Eigenart der Verknüpfung der Peptidketten (Sekundär-, Tertiär- und Quartärstrukturen). Die meisten E. bestehen aus dem eigentl. Enzymproteinanteil, dem Apoenzym, und einem Nichtproteinbestandteil, dem Coenzym oder der prosthet. Gruppe. Beide zus. bilden das Holoenzym. Die Coenzyme sind organ. Substanzen, die die Übertragung bestimmter funktioneller Gruppen oder Atome vom oder auf das Substrat bewirken.
Die E. bilden mit ihrem Substrat an den aktiven Zentren Enzym-Substrat-Komplexe. An diesen erfolgt auch die Umwandlung oder Spaltung des Substrats, worauf das Reaktionsprodukt wieder abgespalten wird und das Enzymmolekül für eine neue Umsetzung frei ist: Da die Zahl der E. infolge ihrer Spezifität sehr groß ist, erfordern viele Reaktionswege im Organismus ganze Enzymsysteme wie der Zitronensäurezyklus oder die Atmungskette. Bei den enzymat. Biosynthesewegen spielen auch Gruppenübertragungsreaktionen (Austauschreaktionen zw. zwei Substraten) eine Rolle, so z. B. die Übertragung von »energiereichem« Phosphat durch Adenosintriphosphat.
Die techn. Anwendung von E. hat in den letzten Jahren erheblich zugenommen, bedingt durch Methoden der Gentechnologie, die eine Synthese zahlr. E. durch Mikroorganismen ermöglicht. Einsatzbereiche sind u. a. Arzneimittelherstellung, Lebensmittelverarbeitung, Energiegewinnung, Abwasserüberwachung, Waschmittelindustrie. (Biotechnologie)