Enzymatisches Substrat

In der Enzymologie bezeichnet der Begriff " enzymatisches Substrat" jedes Molekül , das eine durch ein Enzym katalysierte chemische Reaktion eingeht (z. B. wird Stärke durch Amylase zu Glucose hydrolysiert ). Dies können komplexe Moleküle, Polymere oder einfache Moleküle sein (z. B. Katalase- Dismutante von Wasserstoffperoxid ). Vereinbarungs :

Das Molekül oder die Familie von Molekülen, die spezifisch einer enzymatischen Katalyse durch Bindung im aktiven Zentrum des Enzyms unterzogen werden, wird als Substrat bezeichnet (z. B. wird im Fall von durch Amylase hydrolysierter Stärke Wasser nicht als Substratenzym anstelle von Stärke oder Glykogen betrachtet ).
Ein Reaktant ist ein Molekül, das mit dem Substrat reagiert und in die Bilanz der endgültigen chemischen Gleichung eintritt.
Das Reaktionsprodukt oder sogar Produkte sind die Moleküle, die vom Enzym nach der Katalyse freigesetzt werden.

{\ displaystyle {\ begin {matrix} & {} _ {\ rm {Enzyme}} & \\\ mathrm {Substrat (e)} & {\ overrightarrow {\ qquad \ qquad \ qquad}} & \ mathrm {Product ( s)} \ \\\ end {matrix}}}

{\ displaystyle {\ begin {matrix} & {} _ {\ rm {Amylase}} & \\\ mathrm {Starch} & {\ overrightarrow {\ qquad \ qquad \ qquad}} & \ mathrm {Glucose} \ \\ \ end {matrix}}}

Wenn das Enzym an sein Substrat bindet, spricht man von der Bildung eines Enzym-Substrat-Komplexes . Dies führt zu einer Änderung der Konformation des Enzyms, die zu Folgendem führen kann:

entweder direkt auf die Katalyse der chemischen Reaktion;
oder die Bindungsstelle eines Cofaktors offenbaren, die die endgültige Konformationsänderung und die Katalyse der Reaktion ermöglicht.

Die Reaktion endet mit der Freisetzung der Reaktionsprodukte.

Optional kann das Enzym mit einer prothetischen Gruppe (z. B. Coenzym A , Metalloenzyme usw.) assoziiert sein , die in der katalysierten Reaktion reagiert. Es gibt eine bestimmte Klasse von Reagenzien, die als Cofaktoren bezeichnet werden und an der Reaktion beteiligt sind, aber nicht in das endgültige Reaktionsgleichgewicht eines Stoffwechselwegs eingehen, da sie recycelt werden (z . B. NADPH ).

Während die Bindungs- (erster Schritt) und Freisetzungsschritte (letzter Schritt) im Allgemeinen reversibel sind, kann der zentrale Schritt irreversibel (wie bei den oben erwähnten Chymosin- und Katalase- Reaktionen ) oder reversibel (viele Reaktionen im Stoffwechselweg der Glykolyse) sein ). Durch Erhöhen der Substratkonzentration und damit der Anzahl der Enzym-Substrat-Komplexe erhöht sich die Reaktionsgeschwindigkeit, bis die Enzymkonzentration zum limitierenden Faktor wird .

Verweise