Hallo,
können Enzyme die Lage eines chemischen Gleichgewichtes verändern?
Soweit ich weiß, können Katalysatoren das nicht (sie beschleunigen ja nur die Reaktion) und da Enzyme ja zu einem gewissen Grad auch Katalysatoren sind, könnte es bei denen auch so sein. Allerdings habe ich schon gegenteiliges gehört.
Kann mir jemand helfen?
danke schön
Sascha
Hallo Sascha!
können Enzyme die Lage eines chemischen
Gleichgewichtes verändern?
Soweit ich weiß, können Katalysatoren das
nicht (sie beschleunigen ja nur die
Reaktion) und da Enzyme ja zu einem
gewissen Grad auch Katalysatoren sind,
könnte es bei denen auch so sein.
Ja, Enzyme sind Biokatalysatoren, und beschleunigen deshalb die >>Gleichgewichtseinstellung
Bei einer echten Katalyse
A + K A-K B + K
ist sowohl die Bildung, als auch der Zerfall des aktivierten Komplexes reversibel. Nach dem Massenwirkungsgesetz kann der Katalysator die Lage des Gleichgewichtes
A B
nicht verändern.
Bei einer typischen enzymatischen Raktion
S + E S-E -> P + E (Michaelis-Menten-Kinetik)
ist nur die Bildung des Substrat-Enzym-Komplexes reversibels, während die Abspaltung des Produktes irreversibel ist. Das Massenwirkungsgesetz gilt also nicht für die enzymatische Gesamtreaktion
S -> P
weil diese keine Gleichgewichtsreaktion ist.
Hallo !
Bei einer typischen enzymatischen Raktion
S + E S-E -> P + E
(Michaelis-Menten-Kinetik)ist nur die Bildung des
Substrat-Enzym-Komplexes reversibels,
während die Abspaltung des Produktes
irreversibel ist. Das
Massenwirkungsgesetz gilt also nicht für
die enzymatische GesamtreaktionS -> P
weil diese keine Gleichgewichtsreaktion
ist.
Das stimmt nicht. Es ist
S-E P + E
mit einem großen k1 und einem (manchmal) gaaanz kleinem k2. Ein Enzym ist nichts weiter als ein Katalysator. Nur, weil der k2-Weg (für manche Reaktionen) so extrem langsam läuft, ist es praktisch betrachtet irreversibel, biochemisch aber nicht.
Gruß
Jochen
Das stimmt nicht. Es ist
S-E P + E
mit einem großen k1 und einem (manchmal)
gaaanz kleinem k2. Ein Enzym ist nichts
weiter als ein Katalysator. Nur, weil der
k2-Weg (für manche Reaktionen) so extrem
langsam läuft, ist es praktisch
betrachtet irreversibel, biochemisch aber
nicht.
Wenn man es so betrachtet, ist jede Reaktion eine Gleichgewichtsreaktion. Damit würde der Begriff aber seinen Sinn verlieren. Reaktionen, deren Gleichgewicht so weit auf Seiten der Reaktionsprodukte liegt, daß die Rückreaktion vernachlässigt werden kann werden daher als irrebersibel betrachtet.
Im Falle der Enzyme ist diese Unterscheidung wesentlich. Der Trick besteht darin, daß das Enzym ein offenes System ist. Es katalysiert zwar Hin- und Rückreaktion in gleichem Maße, aber es sorgt gleichzeitig dafür, daß das Produkt ständig aus dem Gleichgewicht entfernt wird, indem es dieses einfach nicht mehr an sich heranläßt, sobald es einmal abgespalten wurde. Durch die ständige Entfernung des Produktes wir die Einstellung des Gleichgewichtes S-E P + E verhindert und wir haben es in Wirklichkeit mit einem stationären Zustand zu tun, für den das Massenwirkungsgesetz nicht gilt.
Im Gegensatz zum Katalysator verändert das Enzym also nicht nur den Reaktionsweg, sondern es erzeugt einen zusätzlichen, gerichteten Transportprozeß. Aus der ursprünglichen Gleichgewichtsreaktion wird also eine Reaktion mit vorgelagertem Gleichgewicht.
S + E S-E P-E -(Abspaltung)-> P + E
Hallo…
Im Gegensatz zum Katalysator verändert
das Enzym also nicht nur den
Reaktionsweg, sondern es erzeugt einen
zusätzlichen, gerichteten
Transportprozeß.
Dem würde ich so auch nicht ganz zustimmen. Enzyme unterlaufen Konformationsänderungen, soweit richtig, aber insgesamt wird damit das k2 nicht verändert.
Die „Entfernung“ der Produkte (besonders durch Diffusion) sorgt natürlich für den weiteren Umsatz in Richtung der Produkte, das hat aber mit der Gleichgewichtslage bzw. den -konstanten nix zu tun.
Einen wichtigen Einfluß haben diesbezgl. Stoffwechselketten. Wenn die Produkte von einem WEITEREN Enzym weiter umgesetzt werden, potenziert sich natürlich der gerichtete Charakter des Gesamtumsatzes.
So.
Jochen
*derauchimmerhinundhergerissenist*
Die „Entfernung“ der Produkte (besonders
durch Diffusion) sorgt natürlich für den
weiteren Umsatz in Richtung der Produkte,
das hat aber mit der Gleichgewichtslage
bzw. den -konstanten nix zu tun.
Natürlich nicht, aber aber was nützen uns Gleichgewichtslagen und -konstanten, wenn das System sich nicht im Gleichgewicht befindet?
Rechnen wir es doch einfach mal aus. Wir haben sechs Elementarreaktionen:
Die Schritte 3. und 4. mögen so schnell verlaufen, daß wir die Konzentration des Substrat-Enzym-Komplexes nach dem Massenwirkungsgesetz berechnen können:
[S-E]=k3/k4*[S][E]
Das differentielle Zeitgesetz für die Bildung des Produktes P lautet dann
d[P]/dt=k1*[S]-k2*[p]+k5*[S-E]-k6*[P][E]
Setzt man die Reaktionsgeschwindigkeit Null, erhält man die Lage des Gleichgewichtes, welche nach
[P]/[S]=(k1+k5*k3/k4*[E])/(k2+k6*[E])
von der Konzentration des Enzyms E abhängt. Somit ist das Enzym (anders als ein Katalysator) sehr wohl in der Lage, das Gleichgewicht der Gesamtreaktion zu verschieben.