19.2: Enzymen

leerdoelen

1. Definieer of het beschrijven van de volgende:
   1. metabolisme
   2. katabole reactie
   3. anabole reactie
   4. enzym
   5. substraat
   6. apoenzyme
   7. haloenzyme
   8. cofactor (co-enzym)
2. hoe enzymen zijn in staat om de snelheid van de snelheid van chemische reacties.
3. beschrijf in het kort een gegeneraliseerde enzym-substraatreactie, vermeld de functie van de actieve plaats van een enzym en beschrijf hoe een enzym chemische reacties kan versnellen.
4. geef vier kenmerken van enzymen aan.
5. geef aan hoe het volgende De snelheid van een enzymreactie beïnvloedt.
   1. enzymconcentratie
   2. substraatconcentratie
   3. temperatuur
   4. pH
   5. zoutconcentratie
6. staat hoe chemicaliën zoals chloor, jodium, jodoforen, mercurials, en ethyleenoxide remmen of bacteriën doden.
7. geef aan hoe hoge en lage temperaturen hun effect op bacteriën uitoefenen.

eigenschappen van enzymen

chemisch zijn enzymen meestal bolvormige eiwitten. (Sommige moleculen van RNA genoemd ribozymes kunnen ook enzymen zijn. Deze worden gewoonlijk gevonden in het nucleaire gebied van cellen en katalyseren het splitsen van de molecules van RNA). Enzymen zijn katalysatoren die meer complexe chemische verbindingen afbreken of synthetiseren. Ze laten chemische reacties snel genoeg plaatsvinden om het leven te ondersteunen. Enzymen versnellen de snelheid van chemische reacties omdat ze de energie van activering verlagen, de energie die moet worden geleverd om moleculen met elkaar te laten reageren. Alles wat een enzym normaal combineert met wordt een substraat genoemd. Enzymen zijn zeer efficiënt. Een enzym kan over het algemeen tussen 1 en 10.000 molecules van substraat per seconde katalyseren. De enzymen zijn slechts in kleine hoeveelheden in de cel aanwezig aangezien zij tijdens hun reacties niet worden veranderd. en ze zijn zeer specifiek voor hun substraat. Over het algemeen is er één specifiek enzym voor elke specifieke chemische reactie.

enzymactiviteit

de enzymactiviteit wordt beïnvloed door een aantal factoren, waaronder:

• de concentratie van enzym: Ervan uitgaande dat een voldoende concentratie van substraat beschikbaar is, zal het verhogen van de enzymconcentratie de enzymreactiesnelheid verhogen.
• substraatconcentratie: bij een constante enzymconcentratie en bij lagere substratenconcentraties is de substraatconcentratie de beperkende factor. Naarmate de substraatconcentratie toeneemt, neemt de enzymreactie toe. Nochtans, bij zeer hoge substraatconcentraties, worden de enzymen verzadigd met substraat en een hogere concentratie van substraat verhoogt de reactiesnelheid niet.
• de temperatuur: Elk enzym heeft een optimale temperatuur waarbij het het beste werkt. Een hogere temperatuur leidt over het algemeen tot een toename van de enzymactiviteit. Naarmate de temperatuur stijgt, neemt de moleculaire beweging toe, wat resulteert in meer moleculaire botsingen. Als de temperatuur echter boven een bepaald punt stijgt, zal de warmte het enzym denatureren, waardoor het zijn driedimensionale functionele vorm verliest door zijn waterstofbindingen te denatureren. Koude temperatuur, aan de andere kant, vertraagt de enzymactiviteit door het verminderen van moleculaire beweging.
• de pH: Elk enzym heeft een optimale pH die helpt zijn driedimensionale vorm te behouden. Veranderingen in pH kunnen enzymen denatureren door de lading van het enzym te veranderen. Dit verandert de ionenbindingen van het enzym die bijdragen aan zijn functionele vorm.
• de zoutconcentratie: elk enzym heeft een optimale zoutconcentratie. Veranderingen in de zoutconcentratie kunnen ook enzymen denatureren.

enkele relaties tussen bacteriële enzymen en het gebruik van desinfecteermiddelen en extreme temperaturen om bacteriën onder controle te houden.

samenvatting

1. enzymen zijn stoffen die in kleine hoeveelheden in de cel aanwezig zijn en die functioneren om chemische reacties te versnellen of te katalyseren, zodat ze snel genoeg voorkomen om leven te ondersteunen.
2. op het oppervlak van het enzym is typisch een kleine spleet die functioneert als een actieve of katalytische plaats waaraan een of twee specifieke substraten kunnen binden.
3. alles wat een enzym normaal combineert met wordt een substraat genoemd.
4. de binding van het substraat aan het enzym zorgt ervoor dat het flexibele enzym enigszins van vorm verandert door een proces dat geïnduceerde pasvorm wordt genoemd en dat een tijdelijk tussenproduct vormt dat een enzym-substraatcomplex wordt genoemd.
5. enzymen versnellen de snelheid van chemische reacties omdat zij de activeringsenergie verlagen, de energie die moet worden geleverd om moleculen met elkaar te laten reageren.
6. veel enzymen hebben een niet-proteïne-cofactor nodig om hen te helpen bij hun reactie. In dit geval combineert het eiwitgedeelte van het enzym, een apoenzym genoemd, met de cofactor om het hele enzym of haloenzym te vormen.
7. sommige cofactoren zijn ionen zoals Ca++, Mg++ en K+; andere cofactoren zijn organische moleculen die coenzymes worden genoemd en die dienen als dragers voor chemische groepen of elektronen. NAD+, NADP+, FAD, en coenzyme A (CoA) zijn voorbeelden van coenzymes.
8. chemisch zijn enzymen meestal bolvormige eiwitten. Sommige molecules van RNA genoemd ribozymes kunnen ook enzymen zijn, gewoonlijk functionerend om de molecules van RNA te splitsen.
9. enzymen zijn slechts in kleine hoeveelheden aanwezig in de cel omdat ze niet veranderen tijdens hun reacties en zeer specifiek zijn voor hun substraat.
10. de enzymactiviteit wordt beïnvloed door een aantal factoren, waaronder de concentratie van het enzym, de concentratie van het substraat, de temperatuur, de pH en de zoutconcentratie.

bijdragers en toeschrijvingen

• Dr. Gary Kaiser (COMMUNITY COLLEGE Of BALTIMORE COUNTY, Catonsville CAMPUS)