Enzyme sind sowohl in den Reaktionen, die sie katalysieren, als auch in der Wahl ihrer Reaktanten, die als Substrate bezeichnet werden, hochspezifisch. Ein Enzym katalysiert normalerweise eine einzelne chemische Reaktion oder eine Reihe eng verwandter Reaktionen.
Kann ein Enzym für jede beliebige chemische Reaktion verwendet werden?
In den meisten Fällen kann man davon ausgehen, dass ein einzelnes Enzym dazu neigt, nur eine Reaktion oder eine Reihe eng verwandter Reaktionen zu katalysieren. (Als externe Beobachter können wir daher im Nachhinein sagen, dass viele Enzyme – wenn auch nicht alle – normalerweise nach ihrer Wirkungsweise benannt werden.)
Wie viele Reaktionen können Enzyme katalysieren?
Diese Enzyme können bis zu 106-107 Reaktionen pro Sekunde ausführen. Im gegenteiligen Extrem hinken Restriktionsenzyme dahin, während sie nur ≈10-1-10-2 Reaktionen pro Sekunde oder etwa eine Reaktion pro Minute pro Enzym durchführen (BNID 101627, 101635).
Warum katalysiert das Enzym keine anderen Reaktionen?
Das liegt daran, dass sie die freie Energie der Reaktanten oder Produkte nicht verändern. Sie reduzieren nur die Aktivierungsenergie, die für den Fortgang der Reaktion erforderlich ist (Abbildung 1). Außerdem bleibt ein Enzym selbst durch die Reaktion, die es katalysiert, unverändert.
Warum katalysieren Enzyme nur eine Reaktion?
Enzyme sind Proteine, die eine spezifische 3D-Tertiärstruktur mit einem spezifisch geformten aktiven Zentrum haben. Das aktive Zentrum kann nur ein Substrat binden, um einen Enzym-Substrat-Komplex zu bilden, kann also nur eine Reaktion katalysieren.
