Friday, February 3, 2023

Allosterische Regulation + Endprodukthemmung – Enzymregulation [5/6] – [Biologie, Oberstufe]


Was versteht man unter allosterischer Regulation bzw. allosterischer Hemmung und unter Endprodukthemmung? Sowohl die allosterische Hemmung als auch die Endprodukthemmung sind zwei Mechanismen der Enzymregulation, d.h., dass diese Mechanismen die Aktivität von Enzymen beeinflussen können.

In diesem Video wird der Unterschied zwischen Enzymregulation und Enzymhemmung erklärt, sowie auf die beiden Prozesse der allosterischen Hemmung und der Endprodukthemmung bzw. Feedback-Hemmung eingegangen.

Bei der Endprodukthemmung (auch Feedback-Hemmung genannt) wirkt das Endprodukt als Inhibitor, das an das allosterische Zentrum des Schrittmacherenzyms (des ersten an dem Stoffwechselweg beteiligten Enzyms also) bindet, das dadurch inaktiviert wird. Es findet also eine negative Rückkopplung statt: ist das Endprodukt in hoher Konzentration (und damit ausreichend) in der Zelle vorhanden, bewirkt das Endprodukt durch die Bindung an das allosterische Zentrum des ersten Enzyms, dass das erste Substrat nicht mehr an das Enzym binden kann und auch folglich nicht in das Zwischensubstrat umgewandelt wird, das wiederum vom zweiten Enzym benötigt werden würde, um es auf dem Weg zum Endprodukt weiterzuverarbeiten – die Konsequenz ist also, dass das Endprodukt nicht mehr synthetisiert wird. Weil nun die Menge an Endprodukten immer weiter abnimmt, führt dies wiederum dazu, dass es nicht mehr als Inhibitor am ersten Enzym bindet, wodurch wiederum gewährleistet wird, dass der Stoffwechselweg stattfindet und das Endprodukt wieder hergestellt wird.

Ein weiterer Mechanismus der Zelle, die Aktivität von Enzymen zu regulieren, ist die allosterische Regulation. Sie wird hervorgerufen durch die Bindung eines Effektormoleküls am allosterischen Zentrum eines Enzyms – also einem Bereich, der räumlich getrennt vom aktiven Zentrum ist. Nicht verunsichern lassen durch die unterschiedlichen Begriffe Effektor, Aktivator und Inhibitor. Ein Effektor ist ein Stoff, der die Reaktionsgeschwindigkeit einer enzymkatalysierten Reaktion sowohl beschleunigen als auch hemmen kann, schließt damit also sowohl Aktivatoren und Inhibitoren mit ein.



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