Kursarbeit Semester 2

- zusätzliches Licht -> Beleuchtungsstärke

- genügend Wasser

- optimale Temperatur 35 - 40°C

- Veränderung des CO2-Gehaltes

Sonnenpflanzen:

- Sonnenpflanzen: an Standort mit sehr starker Sonneneinstrahlung angepasst (Felsen, Felder, Trockenrasen, Heiden) -> kleine, derbe Blätter mit Haaren und Wachsüberzug

 -> doppelte Palisadenschicht, mehr Spaltöffnungen, Chloroplasten mit mehr Carotinoiden

 -> hoher Lichtkompensations- und Lichtsättigungspunkt, hoher Grundumsatz, Kraut- / Strauchschicht

Schattenpflanzen:

- Schattenpflaanzen: an Standorten mit geringer Sonneneinstrahlung angepasst (Wälder,…) -> große, dünne, flach ausgebreitete Blätter -> viele Chloroplasten

 -> benötigen nur geringe Lichtmenge, um Maximum an FS zu betreiben 

 -> niedriger Lichtkompensationspunkt, Lichtsättigungspunkt schneller erreicht, geringer Grundumsatz 

Die tatsächliche Leistung eines Stoffwechselvorgangs (z.B. FS), an dem mehrere Faktoren (CO2, Licht, Temperatur) beteiligt sind, wird steht’s durch die Größe des im Minimum vorliegenden Faktors bestimmt.

- viel CO2, viel LIcht, niedrige Temperatur -> geringe FS-Leistung (Abhängig von Temperatur)

- nach Abbau der Fettmoleküle mit Hilfe deer Lipasen entstehen Tri-, Di- und Monoglyceride sowie Glycerin und Fettsäuren

-> Spaltprodukte gelangen aktiv ins Blut (kurz und mittelkettige Fettsäuren und Glycerol)

-> langkettige Fettsäuren und Glycerol werden zu körpereigenem Fett abgebaut

-> aktive Abgabe an Lymphe und Blut

-> danach Speicherung in Leber und Unterhautfettgewebe, Energiegewinnung in Muskeln bei Bedarf

- Proteine und Polypeptide werden bis zu Dipeptiden und Aminosäuren abgebaut -> durch Mitwirken des Enzyms Protease

-> Produkte werden resorbiert

-> durch aktiven, wie bei Kohlenhydraten, natriumgekoppelten Stofftransport ins Blut aufgenommen -> Amminosäuren konkurrieren um Plätze an Transportmolekülen -> kompetitive Hemmung

-> danach folgen Um- und Abbauprozesse in der Leber und in den Zellen später die Proteinsynthese

- Kohlenhydrate (z.b. Glykogen) bis zu Monosacchariden abgebaut -> durch Wirken des Enzyms alpha- Amylase

-> Spaltprodukte (z.B.Glucose) an Dünndarmwand resorbiert

=> durch aktive (Glucose & Galaktose) oder passive (Fruktase & Pentasen) in Blut aufgenommen

-> dann gespeichert, zur Energiegewinnung genutzt oder als Reserve angelagert

- Aufnahme der Nährstoffgrundbausteine und Wirk-und Ergänzungsstoffe durch Zellen der Dünndarmwand in Blut und Lymphsystem

- erfolgt überwiegend über aktiven Transport (z.b. durch Carrier) unter Verbrauch von Energie und teilweise durch passiven Transport (z.b. durch Diffusion)

- verantwortlich für die Regulation aller Stoff- und Energiewechselprozesse

- sind Biokatalysatoren

- Anleitung zur Enzymbildung liegt im Zellkern als DNA vor

- Bildung der Enzyme erfolgt im Cytoplasma (Proteinbiosynthese)

- setzen Aktivierungsenergie herab

-> ermöglichen Stoff- und Energiewechsel in unserem Körper

- gehen unverändert aus Reaktionen hervor

- ermöglichen Reaktion schon bei Körpertemperatur

- Substratspezifisch (jedes Enzym kann nur ganz bestimmte Substrate umsetzen, für das es angepasst ist)

- Reaktions- und Wirkungsspezifisch (jedes Enzym ist für eine bestimme Wirkung zuständig)

1. Substrat (*Stoff, der umgesetzt werden soll*) bindet an aktives Zentrum des Enzyms nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip

2. es entsteht ein Enzym-Substrat-Komplex

3. Lockerung von Bindungen im Substratmolekül und Herabsetzung der Aktivierungsenergie -> Enzym setzt Substrat um, es entstehen ein oder mehrere Reaktionsprodukte

4. Das Enzym geht unverändert aus der Reaktion hervor und kann neu verwendet werden

Transferasen: Enzyme, welches die Übertragung einer chem. Gruppe von einem Molekül auf ein anderes katalysiert (Donator -> Akzeptator)

Laktoseintolleranz: Enzym Laktase kann Substrat Laktose nicht umsetzen oder ist nicht vorhanden

- in jeder **lebenden** Zelle laufen Stoff- und Energiewechselprozesse ab

- der Stoff- und Energiewechsel ist:

-> die Aufnahme von Stoffen und Energie in die Zelle

-> die Umwandlung von Stoffen und Energie in den Zellen

-> die Abgabe von Stoff und Energie aus den Zellen

- in den Zellen:

-> Assimilation = Aufbau körpereigener organischer Stoffe

-> Dissimilation = Abbau von organischen Stoffen zur Nutzbarmachung der in ihnen enthaltenen chem. Energie

- Assimilation und Dissimilation laufen gleichzeitig in den Zellen der Organismen ab

Dissimilation:

- Stoff-und Energiewechselprozess

- körpereigene, organische Stoffe werden unter Energiefreisetzung stufenweise mehr oder weniger vollständig abgebaut

1. Zellatmung:

- vollständiger, aerober Abbau (*mit O2*) Körpereigener, organischer, energiereicher Stoffe zu anorganischen Energieformen Stoffen

- Beispiel: Mensch, Tier, Pflanzen, Pilze, Bakterien in Mitochondrien

2. Gärung:

- unvollständiger, anaerober Abbau (*ohne O2*) körpereigener, organischer, energiereicher Stoffe zu organischen energieärmeren Stoffen

- Beispiel: viele Bakterien, Pilze, Milchsäuregärung im Muskel

Assimilation:

- Stoff-und Energiewechselprozess

- Umwandlung aufgenommener körperfremder Stoffe unter Energieverbrauch in körpereigene Stoffe

1. autotrophe Assimilation:

- Aufnahme von körperfremden anorganischen Stoffen und Umwandlung in körpereigene organische Stoffe

- Anfang der Nahrungskette

- Beispiel: chlorophyllhaltige Pflanzenzellen, Cyanobakterien (Blaualgen), chemoautotrophe Bakterien

1.1.Fotosynthese:

- Stoffaufbau mithilfe von Lichtenergie und Chlorophyll

- Beispiel: in chlorophyllhaltigen Pflanzenzellen und Blaualgen

1.2.Chemosynthese:

- Stoffaufbau mithilfe von chemischer Energie

- Beispiel: bei bestimmten Bakterien, Archaen

2. heterotrophe Assimilation:

- Aufnahme von körperfremden, organischen, energiereichen Stoffen und Umwandlung in körpereigene, organische, energiereiche Stoffe

- Beispiel: Zellen des Menschen, Tiere, Pilze, viele Bakterien, Wurzelzellen der Sprosspflanzen

1. Einfache Proteine z.B. Verdauungsenzyme wie Pepsin,Trypsin und Verase

2. Proteide (zusammengesetzte Proteine = Holoenzyme)

- bestehen aus Apoenzym (Proteinanteil) und Coenzym (Nichtproteinanteil)

- Apoenzym wird bei Enzymreaktion nicht verändert

- Coenzym/ Cofaktor wird bei Enzymreaktion verändert (=Cosubstrat) z.B. Vitamin, ATP, ADP

3. Aktives Zentrum

- räumliche Struktur, welche durch verschieden chemische Bindungen entsteht

- bildet Substratmolekül nach Schlüssel-Schloss-Prinzip

Cofaktoren: 1.Enzym + Metallion = Metalloenzym

2.Coenzyme: - Cosubstrat (mit Substrat teilweise umgesetzt)

- prosthetische Gruppe (fest)

- Form der autotrophen Assimilation

- Aufnahme anorganischer, körperfremder, energiearmer Stoffe und Umwandlung in organische, körpereigene, energiereiche Stoffe mithilfe von Lichtenergie

- Grüne Pflanzen, grüne Algen, Cyanobakterien (Blaualgen)

- Produktion von Biomasse (Glucose) mithilfe von Lichtenergie und Chlorophyll

-> fotosynthetisch aktive Organismen stellen Anfangsglieder aller Nahrungsketten dar (Produzenten im Stoffkreislauf der Nahrung)

- Produktion von O2 = Atmungsgrundlage für alle Lebewesen, die O2 benötigen

- Binden CO2 in fossilen Lagerstätten

- Filtern/ Säubern, Anfeuchten der Luft

- Licht = Strahlen von Photonen oder Lichtquanten (Teilchen)

- Energie ist abhängig von der Wellenlänge

1. *Photonen kurzwelligen Lichts = energiereicher*

2. *Photonen langwelligen Lichts = energieärmer*

- Absorbieren Farbpigmente Licht, die Energie von Photonen wird von Elektronen aufgenommen, die zu konjugierten Doppelbindungen gehören

- Photonen roten Lichts heben Elektronen im Chlorophyll auf erstes energiereiches Niveau

- Photonen blauen Lichts heben Elektronen auf *zweites* Niveau

- Energie kann als Wärme oder Fluoreszenzlicht abgeben werden oder auf Elektronen im benachbarten Molekül übertragen werden = Energietransfer

- Fotosystem 1. und 2. befinden sich in der Thylakoidmembran deer Chloroplasten

- sie bestehen aus einem Reaktionszentrum und einem Antennekomplex und arbeiten als Lichtsammelfolie

- mehrere hunderte Chlorophyll- und Carotinoid-Moleküle binden sich zu einem Antennenkomplex

- dort sind Pigmentmoleküle trichterförmig angeordnet, so dass äußere Pigmente die energiereichsten Photonen absorbieren und Lichtenergie zum Reaktionszentrum weiterleiten

- Reaktionszentren bestehen aus zwei Chlorophyll-a-Moleküllen

- sie absorbieren die energieärmeren Lichtquanten (680 bzw. 700nm) und übertragen ein Elektron auf einen primären Elektronenakzeptator

- Ausgangsstoffe: Wasser, Kohlenstoffdioxid

- Endprodukte: Sauerstoff, Glucose, Wasser

- Bedingungen: Lichtenergie, Chlorophyll, Enzyme

- unser sichtbares Licht enthält Licht der Wellenlängen von 400-750 nm

- Chlorophyll absorbiert Licht der Wellenlängen 500 (blau) und 680 (rot) nm

-> Lichtabsorption

- Chlorophyll reflektiert grünes Licht -> ein Blatt erscheint grün

- Laubblätter/ grüne Algen enthalten ein Gemisch verschiedener Farbstoffe

1. Chlorophyll a - dunkelgrün

2. Chlorophyll b - hellgrün

3. Carotinoide c - orange

- Absorptionsspektrum: zeigt Lichtabsorption der Pigmente in Abhängigkeit von der Wellenlänge

- Wirkungsspektrum: zeigt Fotosyntheserate einer Pflanze bei Licht verschiedener Wellenlänge

-> Beleuchtung einer Fadenalge mit Licht bestimmter Wellenlänge und O2- liebende Bakterien

- Maximum im blauen und roten Bereich, im grünen Bereich: Fotosyntheserate sehr gering

- Bakterien sammeln sich an Bereichen, mit blauem und rotem Licht bestrahlt

-> höhere Fotosyntheserate -> mehr Sauerstoff -> Bakterien lieben O2

- in den Thylakoiden

- bei Wasserspaltung wird O2 frei und durch die Spaltöffnung an die Umwelt abgegeben

- Ziele: 1. Lichtenergie wird in chemische Energie (ATP) umgewandelt

2. durch Wasserspaltung mithilfe von Licht erfolgt die Bindung von enzymgebundenem Wasserstoff (NADPH+H+)

Ablauf:

1. Reaktionszentrum durch Licht angeregt -> 2e- des Chlorophylls auf höheres Energieniveau gehoben -> Chlorophyll a gibt 2e- an primären Elektronenakzeptator in Thylakoidmembran ab -> Elektronenlücke

2. Elektronenlücke schließen bei Fotolylese des H2O -> zerfällt in 2e- + 2H+ +1O2

3. primärer Elektronenakzeptator überträgt 2e- über Elektronentransportkette auf FS1 -> Energie entsteht -> H+ Ionen gegen Konzentrationsgefälle in Thylakoidmembran gepumpt

4. Elektronenlücke durch 2e- von FS2 gefüllt

5. primärer Elektronenakzeptator von FS1 überträgt 2e- über Elektronentransportkette auf Endakzeptator NADP+ -> 2e- und H+ (aus Fotolyse) reduzieren NADP+ zu NADPH+H+

6. energiereiche e- durchlaufen Redoxkette -> Abnahme Energie

=> freigesetzte H+ -> Protonengradient -> Transport nach außen

=> Anregung Enzym ATP- Synthase -> ADP+P -> ATP

- im Stroma, unabhängige Lichteinstrahlung

- CO2 wird mithilfe von ATP und enzymgebundenem Wasserstoff (NADPH+H+) in einem enzymgesteuerten Kreislauf in Glucose umgewandelt

Ablauf:

1. restliche 10 Moleküle werden über Zwischenstufen unter Energieverbrauch zu 6 Molekülen Ribulose-1,5-biphosphat umgewandelt = Akzeptator

2. CO2 an Akzeptator (C5-Körper) -> entsteht C6 Körper -> zerfällt in 2 C3 Körper

3. ATP und NADPH+H+ reduzieren 3- Phosphoglycerinsäure zu Glycerinalhyd-3-Phosphat -> einfache Zuckerform

-> 2 Moleküle der 12 werden in ein Molekül Fructose-1,6-biphosphat umgewandelt -> Glucose entsteht durch Phosphatbildung

- für 1 Mol Glucose werden ca. 2862 kJ Strahlungsenergie der Sonne in chemische Energie überführt -> ≈ 30 % der von Fotosystemen aufgenommen Energie

- Nettofotosynthese: Bruttofotosynthese - Zellatmung

-> was Pflanzen zum Schluss haben (FS-Rate)

- Bruttofotosynthese: Nettofotosynthese + Zellatmung

-> was aus FS kam

- fotosyntetischer Stoffgewinn: für Pflanzen nur, wenn mehr CO2 bei Fotosynthese aufgenommen wird, als bei Zellatmung abgegeben wird = Kompensationspunkt

- nichtzyklischer Elektronentransport: e- Transport über beide FS -> Bildung von NADH+H+

- zyklischer Elektronentransport: • nur ATP-Bildung (mithilfe von FS1) -> zyklische Fotophosphorylierung

• ohne Bildung von NADPH+H+

Enzymatische Hydrolyle(Verdauung) ist die Umwandlung der aufgenommenen körperfremden, organischen Stoffe (Nahrung) in resorbierbare (lösliche) Stoffe durch mechanische Zerkleinerung von Nahrungsbrocken sowie hydrolytische Spaltung der hochmolekularen Nährstoffe(Proteine...) in niedermolekulare Verbindungen(z.B. Amminosäuren). Der Abbau erfolgt unter dem Einfluss von Enzymen. Hydrolyse ist eine chem. Reaktion, die durch Einlagerung von Wasser Makromoleküle spaltet.

1. Mundhöhle (mit Zähnen, Zunge, Mundspeicheldrüse und Kiefer)

   • Zerkleinerung/ Vermischen der Nahrung (Zähne & Zunge)

   • Anfeuchten Speisebrei

     -> Beginn Kohlenhydratverdauung (neutral/sauer -> Abbau Stärke mit hilfe alpha-Amylase zu Maltose)

2. Speiseröhre (mit Schleimhaut)

   • Verbindung von Mund und Magen -> Transport Nahrungsbrei

3. Magen (sackförmiger Muskel & Belegzellen (HCL), Hauptzellen (Pepsinogen), Nebenzellen (Schleim))

   • Pepsin aus Pepsinogen und HCL

   • Vermischung (Magenmuskulatur), Quellung und Abtötung Krankheitserreger -> dann Weitertransport

     -> Beginn Eiweißverdauung (stark/sauer -> Abbau Proteine mit Hilfe von Pepsin zu Polypeptidstücken)

4. Dünndarm / Zwölfingerdarm (stark gefaltet, drüsenreich, Bauchspeicheldrüse & Gallenbläschen münden ein)

   • endgültiger Abbau aller Nährstofe in resorbierbare Moleküle

   • Emulgierung der Fette durch Gallensaft

     -> basisch

1. Dünndarmzotten (Oberflächenvergrößerung)

   • Resorption = Aufnahme Nährstoffgrundbausteine in Blut & Lymphe

   • Weitertransport Nahrungsbrei

2. Dickdarm (Schleimhaut und Dickdarmbakterien)

   • teilweise Abbau Ballaststoffe (durch Bakterien)

   • Eindicken Nahrung durch Wasserentzug und Entzug Salze und Vitamine

   • Bildung & Transport Kot

3. Mastdarm / After (Afterschließmuskel)

   • Sammeln & Abgabe Kot

• beginnt im negativen -> bei geringer Lichtintensivität ist CO2-Abgabe durch Zellatmung höher als CO2-Aufnahme durch FS

• Mit zunehmender Lichtintensität nimmt FS-Leistung zu

• Lichtkompensationspunkt: bei bestimmter Lichtintensität ist CO2-Abgabe durch ZA genau so groß wie die Aufnahme von CO2 durch FS

• Noch höhere Lichtintensität zeigt messbare Aufnahme von CO2

• Lichtsättigungspunkt: ab bestimmter Lichtmenge -> keine weitere Steigerung = Sättigung

• Lichtkompensations- und Lichtsättigungspunktvon Sonnen und Schattenpflanzen unterschiedlich deutlich

• durch Lichtkompensationspunkt lassen sich Sonnen- und Schattenpflanzen unterscheiden -> Lichtpflanzen nach hoher Beleuchtung, Schattenpflanzen bei niedriger

  - > Lichtpflanzen benötigen mehr Licht für FS

• Lichtpflanze hat höheren Sättigungswert -> bessere Lichtausbeute

• Schattenpflanzen bei wenig Beleuchtung möglich/ überlegen -> hier schon leistungsfähig

-> von Lichtintensität hängt ab, ob bei FS mehr CO2 aufgenommen, als bei Atmung abgegeben wird

• Ernährung= Voraussetzung für Lebensprozesse

  => Aufnahme von Stoffen im Organismus zur Aufrechterhaltung der Lebensprozesse

• 2 Grundformen nach Art der aufgenommenen Stoffe: autotrophe & heterotrophe Ernährung

• Heterotrophe Ernährung: Organismen nehmen organische , energiereiche, körperfremde Stoffe auf

• Menschen, Tiere, Pilze, viele Bakterien, wenige Pflanzen

• Heterotrophe: fremdernährung

Grundvoraussetzung = Verdauung

• im menschlichen und tierischen Körper wird zur Durchführung der heterotrophen Assimilation der Verdauungsprozess benötigt

• Vorraussetzung für heterotrophe Assimilation

• Körper nimmt Moleküle aus Nahrung auf, die er verwerten kann

• Komplexe Moleküle werden in einfache Elemente umgewandelt, die vom Verdauungstrackt leichter aufgenommen werden können

Teilschritte zur heterotrophe Assimilation:

Nahrungsaufnahme -> Verdauung -> Resorption -> Bildung körpereigener Stoffe (=heterotrophe Assimilation)

• Stärkenachweis mit Iod-Kaliumjodit -> schwarz-lila Färbung (bei Stärkelösung und Weißbrot)

  -> Glucosenachweis negativ - bleibt blau

• Glucosenachweis mit Feling 1 & 2 (erwärmen) -> Rotfärbung erst nach kauen oder alpha-Amylase (bei Stärkelösung und Weißbrot)

  -> dann bei Stärkenachweis keine Färbung -> Stärke durch Amylase gespaltet in Glucose

• durch erhitzen (von Eiklarlösung) -> verfestigt sich -> denaturieren (Bindungen zwischen Amminosäuren lösen sich)

• Eiklar + Wasser + Pepsin -> nach 5 Minuten erhitzen -> Eiweislösung verfestigt sich -> Pepsin kann im neutralen Bereich nicht arbeiten -> Eiweißstruktur bleibt erhalten -> denaturieren beim erhitzen

• Eiweßlösung + Pepsin + HCL -> nach 5 Minuten erhitzen -> Lösung bleibt relativ klar -> Pepsin arbeitet in saurem Milieu -> zersetzt Eiweiß in Bruchstücke von Polypeptiden -> denaturieren kaum noch beim erhitzen

Optimumskurve (enzymatische Reaktion)

1. FS-Leistung steigt bei Erhöhung der Temperatur nach RGT-Regel

   -> TEilchen bewegen sich zunehmend schneller -> treffen häufiger aufeinander -> Umsetzung Substrate durch Enzyme schneller

2. Optimum = höchste Fotosyntheserate

3. Abnahme FS-Leistung durch Denaturierung

   -> räumliche Struktur ändert sich -> kein Enzym-Substrat-Komplex und kein veränderter Wasserhaushalt, höhere Transpiration, geringere CO2-Aufnahme

• Lage Temperaturoptima -> Angepasstheit verschiedene Pflanzenarten

Schwachlicht: Veränderung Temperatur kaum Einfluss auf FS-Rate

• Lichtreaktion kann nur begrenzt stattfinden -> wenig ATP und NADPH+H+

• Dunkelreaktion ist temperaturabhängig, kann deshalb aber auch bei optimaler Temperatur nicht gesteigert werden

Starklicht: Veränderung Temperatur erheblichen Einfluss auf FS-Rate

• Reaktion des Calvin-Zyklus bestimmt FS-Rate -> bei Lichtprodukten besteht Sättigung

• Dunkelreaktion ist Enzymreaktion und so temperaturabhängig -> Optimumskurve

Bei zu hohen Temperaturen:

• zu hohe Teilchenbewegung

• Hitzedenaturierung der Eiweismoleküle

• Wassergehalt sinkt in Pflanze -> nimmt weniger CO2 auf

• mit zunehmender CO2-konzentration nimmt FS-Leistung bei meisten Pflanzen proportional zu

• CO2-Sättigung: bei bestimmter CO2-Konzentration (etwa 0,1 vol%) ist Sättigung erreicht -> in Luft etwa 0,003vol.-% -> deutlich unter Optimum

• CO2-Kompensationspunkt: CO2-Konzentration bei CO2-Aufnahme durch FS& CO2-Abgabe durch ZA im Gleichgewicht (etwa 0,005-0,1)

• Ab etwa 0,2 vol-% CO2 -> Abnahme FS-Rate -> zu hoher CO2 Gehalt führt zu Schädigungen

• CO2 ist begrenzter Faktor für FS-Leistung einer Pflanze im Freiland

CO2-Sättigung:

• ausgewogenes Verhältnis -> H2O & andere Mineralstoffemüssen parallel zur CO2-Konzentration ansteigen, damit es Pflanze nützt

• Hohe CO2-Konzentration: oft geringere Stickstoffaufnahme -> ist aber Wachstums fördernd und Aufbau FS-Produkte

• Im Calvin-Zyklus wird CO2 gebunden -> z.B. Ribulose-1,5-biphosphat müsste in großer Menge da sein

• C4-Pflanzen profitieren von CO2-Düngung

Steigern FS-Leistung:

Erhöhung CO2-Konzentration in Gewächshäusern auf 0,1 vol.-% kann FS-Rate verdreifachen (bei genügend Licht, usw.)

Hemmung: Hemmstoffe (inhibitoren) behindern Enzymfunktion, so dass entsprechende Reaktionen langsamer oder garnicht mehr ablaufen.

• Medizien: z.B. Penicilin, Sulfonamid zur Bekämpfung von bakteriellen Erkrankungen

• Regulation enzymatisch katalysierter Reaktionen (Endprodukthemmung)

• Sättigungskurve -> Zusammenhang Geschwindigkeit und Substratkonzentration bis zur maximalen Geschwindigkeits-Erhöhung -> hohe Geschwindigkeit Reaktion -> mehr verfügbare Substrate -> binden zu höherer Wahrscheinlichkeit

• Enzymsättigung -> Reaktionsgeschwindigkeit nur bis zu bestimmtem Punkt erhöhen -> benötigt bestimmte Zeit um Substrat umzusetzen

• Michaelis-Menten-Konstante -> Substratkonzntration bei 1/2 Vmax (Hälfte der Enzyme ist besetzt) -> Rückschlüsse Enzyme

• Temperaturoptimumskurve -> Zusammenhang Aktivität und Tempo

• RGT-Regel -> Reaktionsgeschwindigkeit im Bezug auf Teperatur

  1. Erhöhung -> höhere Enzymaktivität -> höhere Teilchenbewegung und Zusammentreffen

  2. Zu hoch -> geringe Enzymaktivität -> Substratmoleküle bewegen sich zu schnell -> können nicht gebunden werden

     -> nur im begrenztem Bereich stabil -> geringe Zellenstrukturen gefrieren oder erhöhen Eiweiß gerinnen = Denaturieren

• menschliche Enzyme Optimum bei ca. 37°C, ab 40°C Denaturierung

• Die Temperaturabhängigkeit der Enzymaktivität ist ein evolutionär angepasstes Merkmal

• pH-Optimumskurve -> Zusammenhang Aktivität und pH-Wert

• Charakteristisches pH-Optimum -> am leistungsfähigsten

• Abweichung -> geringe Enzymaktivität -> geringe Geschwindigkeit katalysierter Reaktionen

  1. Erniedrigung -> lagern sich H+ - Ionen an negativ geladene Amminosäurereste des Proteins -> wird ungeladen -> keine Reaktion mit anderen geladenen Bereichen

  2. Erhöhung -> Freisetzung H+ - Ionen -> negativ

• Räumliche Veränderung -> Deaturierung bei zu großen Abweichungen

  ->Substrat passt nicht mehr zum aktiven Zentrum

• beeinflussen Aktivität -> Einfluss auf Raumstruktur -> Geschwindigkeit

• Denarurierung: kann Funktion nicht mehr oder sehr verringert ausführen