Was Bedeutet Schlüssel Schloss Prinzip?
Bau und Wirkung der Enzyme basieren auf der Schlüssel-Schloss-Theorie – Damit eine Zelle am Leben erhalten wird, müssen z. im Stoffwechsel oder bei der Reizleitung Tausende von chemischen Reaktionen mit hoher Geschwindigkeit ablaufen. Deshalb besitzt jede Zelle biologische Katalysatoren, sogenannte Enzyme, die diese Reaktionen millionenfach, manchmal sogar milliardenfach beschleunigen.
Im Vergleich zu anderen Katalysatoren wirken Enzyme mit hoher Spezifität. Ein bestimmtes Enzym katalysiert nicht jede beliebige Reaktion sondern setzt nur ganz bestimmte Substrate um. Diese Eigenschaft nennt man Substratspezifität.
Wie erkennt ein Enzym „sein” Substrat? Enzyme besitzen ein aktives Zentrum, das aus räumlich benachbarten Aminosäureresten der Proteinstruktur gebildet wird und die katalytisch wirksame Region des Enzyms darstellt (Bild 1). Die Erkennung des bestimmten Substrats geschieht nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip , welches von EMIL FISCHER 1894 entdeckt wurde.
Das aktive Zentrum des Enzyms ist vorgeformt, so dass ein Substrat nur in einer ganz bestimmten Orientierung binden kann. Die Schlüssel-Schloss-Theorie geht vom Zusammenpassen von Molekülen aufgrund ihres komplementären Baus aus.
Enzym und Substrat passen zusammen wie der Schlüssel zu einem Schloss. Die Substratbindung wird also ermöglicht, weil die Gestalt des aktiven Zentrums komplementär zu einer Stelle im Substrat passt. Dieser bildliche Ausdruck hat sich als sehr fruchtbar für die Enzymforschung erwiesen.
- Er erklärt auf einfache Weise die Substratspezifik der Enzyme;
- 1958 wurde das Modell von DANIEL E;
- KOSHLAND JR;
- weiterentwickelt;
- Er fand heraus, dass das aktive Zentrum vieler Enzyme erst nach der Bindung mit dem Substrat eine dazu komplementäre Form annimmt;
Im dynamischen Prozess erkennt das Enzym das Substrat und passt die Gestalt des aktiven Zentrums an (Bild 2). Die moderne Theorie beschreibt die Wirkungsweise nach dem Induced-Fit-Modell. Außerdem katalysiert ein bestimmtes Enzym in Abhängigkeit von den Eigenschaften des aktiven Zentrums nicht jede beliebige Reaktion, sondern setzt das Substrat zu ganz bestimmten Produkten um.
- Diese Eigenschaft nennt man Wirkungsspezifität;
- Die aktiven Zentren werden oft von funktionellen Gruppen benachbarter Aminosäuren des Peptids gebildet;
- Diese sind häufig um Metallionen koordiniert (Mg, Zn, Fe), wodurch die spezifische Geometrie des Zentrums gebildet wird;
Weiterhin können auch intermediär gebundene Coenzyme die Struktur des aktiven Zentrums beeinflussen. Coenzyme können komplexe organische Moleküle, z. Adenosintriphosphat, sein. Sie werden durch die Enzymreaktionen, an denen sie beteiligt sind, chemisch verändert.
Wie funktioniert das Schlüssel-Schloss-Prinzip einfach erklärt?
Schlüssel Schloss Prinzip Enzyme – im Video zur Stelle im Video springen (01:03) Für deine Haustür benötigst du einen bestimmten Schlüssel. Bei der Bildung eines Enzym-Substrat-Komplexes ist das genauso. Ein Substrat bindet an das aktive Zentrum eines Enzyms. Aber wie erkennt das Enzym das passende Substrat? direkt ins Video springen Schlüssel Schloss Prinzip bei Enzymen Das kannst du anhand des Schlüssel Schloss Prinzips erklären. Das Enzym ist dabei dein Schloss und das Substrat dein Schlüssel. Das aktive Zentrum des Enzyms hat eine bestimmte molekulare Struktur. Es kann nur das Substrat an das Enzym binden, welches die komplementäre molekulare Struktur zum aktiven Zentrum hat. Das bedeutet, das Substrat muss genau die gegenteilige Form zum aktiven Zentrum des Enzyms haben.
In das aktive Zentrum des Enzyms passen aber nur ganz bestimmte Substrate. Deshalb bezeichnest du das Enzym auch als substratspezifisch. Nur dann kann das Substrat an das Enzym binden. Dadurch setzt das Enzym dann das Substrat um und katalysiert (beschleunigt) eine bestimmte Reaktion.
Da das Enzym nur eine bestimmte Reaktion katalysiert, nennst du es auch wirkungsspezifisch. Somit entstehen ein oder mehrere Produkte. Du siehst, dass das Enzym erst seiner Funktion als Katalysator nachgehen kann, wenn das passende Substrat an sein aktives Zentrum gebunden hat. direkt ins Video springen Schlüssel-Schloss-Prinzip bei Enzymen.
Was ist der Unterschied zwischen Antikörper und Antigene?
Was sind Antikörper und Antigene? – Aktualisiert (Mittwoch, 20. Januar 2010) Das Immunsystem bildet Abwehrstoffe gegen Viren, Bakterien und Pilze. Ziel ist, den Körper zu schützen. Die Viren, Bakterien und Pilze werden in diesem Fall als Antigene bezeichnet.
- Die Antikörper sind für diese Antigene passend hergestellte Verteidigungsmittel;
- Sie können die Antigene erfolgreich zerstören oder “kampfunfähig” machen;
- Das Immunsystem ist in der Lage, ein Gedächtnis anzulegen, welche Antikörper schon einmal produziert wurden;
Kommt es zu einem zweiten Kontakt mit demselben Antigen, können sofort passende Antikörper gebildet werden. Das Immunsystem besteht aus zahlreichen verschiedenen Blutzellen. Beim Morbus Basedow kommt es zu einem Ungleichgewicht der verschiedenen Zellarten und ihrer Botenstoffe untereinander.
Diese Veränderung des Immunsystems bleibt auch dann bestehen, wenn die Symptome des Morbus Basedow vollständig verschwunden sind. Bei Autoimmunkrankheiten “irrt” sich das Immunsystem und erkennt eigene Körperzellen als fremd an.
Es bildet dann besondere weiße Blutkörperchen (Lymphocyten) und Antikörper, die sich gegen eigene Körperzellen richten und dort zu einer chronischen Funktionsänderung oder Zerstörung führen.
Wie erkennen Antikörper Antigene?
bei der Pockenschutzimpfung zunutze: Die vom Körper gegen die harmlosen Kuhpocken gebildeten Antikörper erkennen auch für Menschen pathogene Pockenviren). Die spezifische Bindung von Antikörpern an die Antigene bildet einen wesentlichen Teil der Abwehr gegen die eingedrungenen Fremdstoffe.
Bei Krankheitserregern (Pathogenen) als Fremdstoffe kann die Bildung und Bindung von Antikörpern zur Immunität führen. Antikörper sind also zentrale Bestandteile des Immunsystems höherer Wirbeltiere. Man bezeichnet Antikörper auch als Immunglobuline (Ig).
Antikörper werden von einer Klasse von weißen Blutzellen (Leukozyten), d. zu Effektorzellen differenzierten B-Zellen (=Plasmazellen), sezerniert (abgesondert). Sie kommen im Blut und in der extrazellulären Flüssigkeit der Gewebe vor.
Sie „erkennen” meist nicht die gesamte Struktur des Antigens, sondern nur einen Teil desselben, die sogenannte antigene Determinante (das Epitop ). Die spezifische Antigenbindungsstelle des Antikörpers bezeichnet man als Paratop. Die Antikörper erzeugen beim Kontakt mit dem Antigen die sog.