Ein Enzym ist ein Protein, das chemische Reaktionen beschleunigt. Es wird dabei nicht verbraucht. Es senkt die Aktivierungsenergie und ermöglicht so, dass die Reaktion schneller und unter milderen Bedingungen abläuft. Ohne Enzyme wären die lebensnotwendigen Reaktionen zu langsam, um von Bedeutung zu sein. Enzyme sind die Katalysatoren der Biologie.
Enzyme sind spezifisch. Jedes Enzym bindet ein bestimmtes Substrat, wie ein Schlüssel in ein Schloss. Das aktive Zentrum, eine Tasche auf der Oberfläche des Enzyms, hält das Substrat in der für die Reaktion notwendigen Orientierung. Manche Enzyme sind einfache Proteine. Andere benötigen Cofaktoren wie Metallionen oder kleine organische Moleküle, um zu funktionieren. Die Geschwindigkeit einer enzymkatalysierten Reaktion hängt von Temperatur, pH-Wert, Substratkonzentration und dem Vorhandensein von Inhibitoren oder Aktivatoren ab.
Enzyme finden in der Industrie vielfältige Anwendung. Proteasen in Waschmitteln spalten Eiweißflecken. Amylasen wandeln in der Lebensmittelverarbeitung Stärke in Zucker um. Cellulasen zersetzen Pflanzenmaterial in Biokraftstoffen. Polymerasen kopieren in der Molekularbiologie die DNA. Enzyme sind auch Angriffspunkte für Medikamente. Statine hemmen die HMG-CoA-Reduktase und senken so den Cholesterinspiegel. Aspirin hemmt die Cyclooxygenase und lindert dadurch Schmerzen und Entzündungen. Viele Medikamente wirken, indem sie Enzyme blockieren.
Enzyme sind bemerkenswerte Maschinen. Sie sind aber auch empfindlich. Bei hohen Temperaturen oder extremen pH-Werten denaturieren sie. Die Entwicklung stabiler und aktiver Enzyme ist ein wichtiges Forschungsgebiet.
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