Warum denaturiert enzym gelöst hohen temperaturen schneller stärker verbindung substrat vorliegt
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Warum denaturiert ein Enzym gelöst bei hohen Temperaturen schneller/stärker, als wenn es in Verbindung mit einem Substrat vorliegt?
Die Thematik habe ich durchaus verstanden. Mir wird nu der Zusammenhang nicht ganz klar.
Durch äußere Einflüsse werden Veränderung der Proteinstruktur hervorgerufen, insbesondere der Sekundär- und Tertiärstruktur eines Proteins , ohne dass sich die Reihenfolge der Aminosäuren ändert. Ggf. werden dabei Disulfidbrücken gespalten. Bei der Bindung eines Substrates oder eines kompetitiven Inhibitor mit substratähnlicher Struktur an das aktive Zentrum des Enzyms, befindet sich dieses naturgemäß in seiner aktivsten Konformation. Dabei kann das Protein nun durch die Bindungen zum Substrat als Enzym-Substrat-Komplex zusätzlich in seiner Konformation stabilisiert werden. Dementsprechend braucht es eine etwas erhöhte thermische Energie, um diese stabilisierenden Bindungen im -Komplex zu überwinden.
Ein Enzym wird ja in seiner Quartärstruktur gehalten durch intramolekulare Kräfte. Es sind dieselben Kräfte, wie die intermolekularen, allerdings bei diesem Spezialfall eben zwischen zweit oder mehr Teilen des gelichen Moleküls, dass in sich zusammengefaltet ist. Beim Denaturieren übersteigt die Energie der Wärme diese Kräfte, die Teile halten nicht mehr zusammen. Dann faltet sich das Enzym auf. Die Denaturierungstemperatur ist spezifisch für jedes Enzym.
Wenn du allerdings noch ein Substrat oder sonst irgendwas mit dem Enzym verbindest, fügst du noch mehr intermolekulare Kräfte hinzu, was das ganze Konstrukt an sich stabilisiert. Es ist also noch mehr Hitze nötig, um diese Bindungen auch noch aufzubrechen.
Nicht Quartär, die Tertiärstruktur meinte ich. Eine Quartärstruktur ist nicht bei allen Enzymen vorhanden.
Eine Quartärstruktur bezeichnet in der Biochemie die definierte Anordnung von zwei oder mehr Makromolekülen mit jeweiliger Tertiärstruktur, die durch Wasserstoffbrücken, van-der-Waals-Kräfte und Coulombsche Kräfte zusammengehalten werden.[Quartärstruktur – Wikipedia]
Das heißt, es sind intermolekulare Wechselwirkungen , die zu einer quarternären Struktur verhelfen.
Jap, hab ich mich vertan, sorry. Meinte natürlich die Tertiärstruktur.
Weil, durch die Bindung mit einem Substrat, die Kräfte - Wechselwirkungen beim ES Komplex viel höher sind als ohne. (Die Bindung zwischen E und S sind meistens polare Bindungen, z.B. H-Brücken -> erhöhen die Hitzebeständigkeit, dank ihrer Kraft).