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Enzyme sind Biokatalysatoren - Einführung Enzyme + Aktivierungsenergie [1/5] - [Biologie, Oberstufe]
Das Wichtigste aus dem Video
Transkriptautomatisch erstellt · 83 Zeilen
- herzlich willkommen zu dieser videoreihe über ein single dass das erste video von insgesamt wahrscheinlich fünf videos in
- denen die gesamten schulstoff relevanten inhalte über enzyme thematisiert werden über den allgemein aufbau und die
- funktion von enzymen über das schlüssel-schloss-prinzip form der enthemmung hier vor allem kompetitive
- hemmungen und allosterische hemmung sowie der einsatz von enzymen alte in diesem video geht es um die grundlagen
- was in enns summe was hat es mit der aktivierungs energie auf sich und dass es die allgemeine funktion von den sie
- in unserem körper laufen eine vielzahl unterschiedlicher stoffwechselprozesse bei den energie benötigt oder
- freigesetzt wird während ihr dieses video chart wird beispielsweise in eurem auge
- lichtenergie in chemische energie umgewandelt welche wiederum in den nervenzellen die
- die signale an das gehirn weiterleiten in elektrische energie transformiert wird alles prozesse die die zufuhr von
- energie erfordern einen sie deshalb auch ende komisch im gegensatz dazu wird vor allem durch die verstoffwechselung
- unserer nahrung energie freigesetzt es handelt sich hierbei um exotische prozesse die freigesetzte energie kann
- wiederum die energie aufwendigen stoffwechselprozessen wie zum beispiel das schauen dieses videos antreiben
- vorausgesetzt man fügt dem körper über die nahrung energie zu laufen alle stoffwechsel reaktionen auch unabhängig
- von enzymen ab allerdings wären die ablaufenden stoffwechsel reaktionen bei denen aus ausgangsstoffen wie hier in
- rot dargestellt produkte hergestellt werden in der zelle so langsam dass sie nicht überlebensfähig wäre deshalb
- verfügt die zelle über sogenannte katalysator das sind substanzen die eine reaktion
- beschleunigen die allermeisten biologischen katalysatoren biokatalysatoren sind enzyme lasst euch
- nicht durcheinander bringen wenn in diesem zusammenhang auch von proteinen die rede
- die meisten enzyme sind proteine enzyme sind als biokatalysatoren also substanzen die die geschwindigkeit einer
- reaktion beschleunigen dies tun sie ohne dabei chemische verändert aus der reaktion hervor zu gehen
- alle diese reaktion würden auch von alleine ablaufen wie bereits erwähnt wird lediglich die geschwindigkeit von
- hin und rück reaktion beschleunigt so dass sich das chemische gleichgewicht schneller einstellen kurzer schwenk zum
- chemischen gleichgewicht dass sich bei jeder chemischen reaktion nach einer gewissen zeit einstellt und bei dem sich
- die konzentration der ausgangsstoffe und der produkte nicht mehr ändert was übrigens nicht bedeutet dass die
- reaktion zum erliegen kommt auch jetzt findet sowohl die hin und die rück reaktion noch stadt stellt euch vor ihr
- würdet gegen eine person fußballspielen mit dem ziel möglichst viele fußbälle in die gegnerische hälfte zu schießen wenn
- gleich am anfang jeder die gleiche anzahl und fußbällen in seiner hälfte hat zeichnet sich nach einer gewissen
- zeit eine tendenz ab zum beispiel ab die im schnitt auf eurer hälfte mehr fußbälle als euer gegner
- er schaffte es mehr bälle in eure hälfte zu schießen das muss allerdings nicht heißen dass es während des spiels auf
- situationen gibt in denen ihr ein oder zwei fußballer mehr als üblich in die andere hälfte schießt insgesamt aber
- stellt sich ein dynamisches gleichgewicht ein wie aber wird eine biochemische reaktion
- durch entziehe beschleunigt schauen wir uns dazu mal an wie sich die freie energie immer reaktions verlauf
- verändert im verlauf einer reaktion werden die ausgangsstoffe die sogenannten reaktoren oder auch veraltet
- ägypter verbraucht und in ein produkt bzw produkte umgewandelt werden die reaktoren produkte die weniger freie
- energie besitzen als die reaktoren wie in diesem fall dargestellt bezeichnet man die reaktion auch als excel komisch
- bei einer solchen reaktion bei der energie freigesetzt wird ist die änderung der freien energie welt ag
- negativ dieses immer der fall wenn die freie energie der produkte geringer ist als
- die der reaktoren bzw ausgangsstoffe obwohl eine excel komische reaktion durchaus viel freie energie abgeben kann
- läuft sie unter umständen sehr langsamer was daran liegt dass zwischen re akzenten und produkten eine energie
- schwelle liegt exotische reaktionen laufen also erst nachdem die ausgangsstoffe durch eine
- geringe menge zusätzlicher energie über die energie schwelle gehoben worden sind und sich in einem instabilen
- übergangszustand befinden jetzt kann die weitere reaktion jederzeit stattfinden
- diese energiemenge die von außen zum start einer reaktion zugeführt werden muss bezeichnet man auch als
- aktivierungs energie für anschauen lässt sich dies zum beispiel mit einem ball auf einem berg die leute die mein video
- zur begriffserklärung in der grunde steckt sehr komisch kennen erinnern sich an dieser stelle vielleicht dort oben
- besitzt der ball eine menge potentieller energie die beim hinabrollen freigesetzt wird
- befindet sich der ball jedoch in einer kleinen senke benötigt er einen von außen zugeführten stoß die aktivierungs
- energie damit er aus der senke heraus rollt am obersten punkt ist er dann im übergangszustand jetzt kann er spontan
- bergab rollen und dabei energie freisetzen die beschleunigung einer reaktion wird
- durch das herabsetzen der aktivierungs energie durch enzyme erreicht ein enzym erniedrigt also die energie spiele für
- die reaktion es bietet der reaktion einen leichteren weg an und beschleunigt sie dadurch das
- macht es in dem es die substrate in einer enzym katalysieren reaktion werden die reaktoren beziehungsweise
- ausgangsstoffe substrate genannt durch die bindung an das enzym in ein übergangszustand versetzt der deutlich
- weniger aktivierungs energie erfordert als bei solchen reaktionen die nicht durch einen katalysator beschleunigt
- werden die genaue funktionsweise des sogenannten enzym substrat komplexes werden wir im nächsten video anschauen
- es lässt sich also festhalten die zentrale eigenschaft von enzym ist es dass sie als biokatalysatoren die
- geschwindigkeit von reaktionen beschleunigen indem sie die aktivierungs energie herabsetzen wenngleich eine
- katalysiert reaktion eine geringere aktivierungs energie hat als eine nicht katalysiert zur reaktion
- so wird die differenz an freier energie date ag zwischen reaktoren und produkten nicht verändert das ausmaß der
- beschleunigung kann dabei immens sein die herabsetzung der aktivierungs energie durch ein enzym um etwa die
- hälfte kann bewirken dass eine reaktion die sonst mehrere jahre gebraucht hätte um vollständig abzulaufen nun innerhalb
- von millisekunden abläuft solche geschwindigkeiten schaffen ganz neue möglichkeiten für eine zelle
- warum kann an dieser stelle eigentlich nicht auf enzyme verzichtet werden und stattdessen über eine erhöhung der
- temperatur die notwendige aktivierungs energie aufgebracht werden denn die moleküle der ausgangsstoffe die
- sich bei raumtemperatur um her bewegen und vereinzelt ausreichend schnell sind dass ihre bewegungsenergie die
- energiequelle überwinden kann sehen den übergangszustand eintreten und reagieren können würden bei höheren temperaturen
- deutlich mehr bewegungsenergie haben und der übergang so stand deutlich leichter erreicht werden
- die reaktion würde dadurch beschleunigt werden diese vorgänge die man zb auch aus einem chemielabor kennt sind in
- lebenden system allerdings keine option würde man lebenden systemen mehr wärmeenergie hinzufügen würde die
- bewegungsenergie der moleküle zwar deutlich erhöht werden und die reaktion auch in abwesenheit von enzymen ablaufen
- dennoch wäre diese maßnahme total unspezifisch sie würde alle reaktionen beschleunigen nicht nur solche die
- erwünscht sind sondern auch zerstörerische prozesse wie zb die denaturierung von protein um eine
- bestimmte reaktion also ganz gezielt zu beschleunigen ist die existenz von enzymen also absolut notwendig als
- letzten punkt des videos möchte ich noch die frage in den raum werfen warum es überhaupt eine energiequelle gibt gäbe
- es keine würden sämtliche bio chemische reaktion in unserem körper doch ebenfalls schneller ablaufen
- doch auch diese sache hätte einen entscheidenden haken denkt an einen propangas wert auf diesem könnt ihr
- kochen wenn ihr das gas abdreht und ihn mit einem streichholz an macht es handelt sich dabei um eine exotische
- reaktion das propan reagiert mit dem luftsauerstoff und bildet kohlenstoffdioxid wasserdampf und
- energie in form von wärme und licht auch wenn dabei viel energie freigesetzt wird läuft die reaktion nicht spontan
- und zufällig ab propan fängt erst an zu brennen wenn man für einen sinn funken sorgt von außen also energie zuführt so
- dass die energie schwelle zwischen re akzenten und produkten überwunden wird würde es diese energie schwelle nicht
- geben würden sämtliche reaktionen vollkommen unkontrolliert ablaufen zum glück gibt es diese schwelle und pro
- bahn reagiert nicht zufällig mit dem luftsauerstoff wird entzündet