Einfluss der Substratkonzentration auf die Enzymaktivität

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Die Substratkonzentration hat großen Einfluss auf die Enzymaktivität. Dabei ist die Enzymaktivität die Geschwindigkeit der Substratumsetztung. Bei niedriger Konzentration kann durch Erhöhung der Substratkonzentration die Enzymaktivität gesteigert werden. Jedoch sind bei hohen Konzentrationen schon alle Enzyme mit Substratmolekülen besetzt (Sättigungsbereich) und die Enzymaktivität kann nicht mehr gesteigert werden. Die Konzentration hat so ihren Maximalwert erreicht.

Das Maß für die Enzymaktitvität ist die Substratkonzentration bei halber maximalen Geschwindigkeit und wird als Km-WertWikipedia-logo.png oder Michaelis-Menten-KonstanteWikipedia-logo.png bezeichnet.

Inhaltsverzeichnis

Beispiel-Versuch

Zielsetzung

Schaumkrone

In diesem Versuch soll überprüft werden, welchen Einfluss die Substratkonzentration auf die Aktivität der Katalase hat.

Katalase

Katalase ist ein Enzym. Dieses Enzym spaltet das im Körper produzierte Wasserstoffperoxid (H2O2) in Wasser (H2O) und Sauerstoff (O2).

Katalase.jpg

Material

Man benötigt Wasserstoffperoxidlösung (3%ig) , Katalase, die aus Kartoffeln gewonnen ist, 6 Reagenzgläser, einen Reagenzglasständer, eine Pipette und destilliertes Wasser.

Durchführung

Man befüllt die Reagenzgläser zunächst mit einer Pipette mit Wasserstoffperoxidlösung und destilliertem Wasser, wie in der Tabelle dargestellt. Anschließend gibt man 2 ml der Katalase hinzu und markiert den Flüssigkeitsspiegel am Rand des Glases.

Durch den freiwerdenden Sauerstoff kommt es zu einer Schaumbildung auf der Lösung. Nach einiger Zeit bestimmt man die Höhe der Schaumkrone in den Reagenzgläsern. Diese Höhe dient als Maß für die Aktivität der Katalase.

Reagenzglas Wasserstoffperoxidlösung Destilliertes Wasser Auswertung
1 6 ml 0 ml 2,2 cm
2 5 ml 1 ml 2,1 cm
3 4 ml 2 ml 1,6 cm
4 3 ml 3 ml 1 cm
5 2 ml 4 ml 0,3 cm
6 1 ml 5 ml 0,2 cm
Substratkonzentration_Diagramm

Beobachtung

Durch den aufsteigenden Sauerstoff bilden sich Schaumkronen auf der Oberfläche der Lösungen. Man erkennt, dass je mehr Wasserstoffperoxid die Lösung enthält, desto größer ist die entstehende Schaumkrone.


Deutung

Damit die Reaktion stattfinden kann muss dass Enzym das Substrat finden, binden und loslassen. Je mehr Substrat/Volumen sich in der Lösung befinden, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass sich Substrat und Enzym treffen, womit sich die Schaumkrone bildet.

WIe man bei diesem Versuch sieht, lässt sich die Enzymaktivität bei einer bestimmten Konzentration nicht mehr steigern, da sie ihren Maximalwert erreicht hat.

Weiterführende Links

Quellen

Siehe auch