Was ist Enzymkonzentration?
Enzyme sind Proteine, mit denen chemische Reaktionen im Körper um ein Vielfaches schneller ablaufen als sonst. In einigen Fällen findet überhaupt keine Reaktion statt, es sei denn, ein bestimmtes Enzym ist vorhanden. Neben dem pH-Wert, der Temperatur und der Substratkonzentration hat die Enzymkonzentration einen wichtigen Einfluss auf den Reaktionsprozess. Unter der Annahme, dass die Menge der Substanz oder des Substrats, die an der chemischen Reaktion beteiligt ist, gleich bleibt, kann eine niedrige Enzymkonzentration zu einer langsamen chemischen Reaktion führen. Andererseits kann eine hohe Enzymkonzentration eine Reaktion beschleunigen, bis eine maximal mögliche Geschwindigkeit erreicht ist.
Jedes Enzym ist spezifisch für eine bestimmte chemische Reaktion oder für eine Gruppe von Reaktionen. Eine Bindungsstelle am Enzym bindet sein spezifisches Substrat, während eine Reaktion stattfindet. Nach der Reaktion wird das Substrat freigesetzt und das Enzym kann wieder verwendet werden.
Bei der Untersuchung der Enzymkonzentration und der Beobachtung ihrer Wirkung auf eine Reaktion würde ein Experiment normalerweise mit relativ geringen Konzentrationen des Enzyms beginnen. Dies bedeutet, dass das Substrat in der Regel zunächst im Überschuss vorliegt. Die Reaktionsgeschwindigkeit kann durch die Menge des im Laufe der Zeit gebildeten Produkts gemessen werden. Wenn die Enzymlösung konzentrierter wird, ist es wahrscheinlicher, dass Kollisionen zwischen Enzymen und Substratmolekülen auftreten. Dies bedeutet, dass mit zunehmender Enzymkonzentration die Reaktionsgeschwindigkeit linear ansteigt, bis sie ein bestimmtes Niveau erreicht, in dem sie sich zu verflachen beginnt.
Die effizienteste mögliche Reaktion findet statt, wenn jede Stelle an jedem Enzym ständig vom Substrat besetzt ist. Sobald dieser Punkt erreicht ist, ist eine höhere Enzymkonzentration erforderlich, um die Reaktionsgeschwindigkeit zu erhöhen. Dadurch stehen neue Enzyme zur Bindung an das Substrat zur Verfügung. Wenn alle Substratmoleküle an Enzyme gebunden sind, beschleunigt eine Erhöhung der Enzymkonzentration den Reaktionsprozess nicht mehr. Die hinzugefügten zusätzlichen Enzyme benötigen kein zusätzliches Substrat, und die Reaktionsgeschwindigkeit bleibt bei der maximalen Grenze.
Wenn alle Faktoren, die die Reaktionsgeschwindigkeit verändern können, wie z. B. pH-Wert, Temperatur und Substratkonzentration, festgelegt sind, wird die Messung der Reaktionsgeschwindigkeit zur Methode zur Messung der Enzymkonzentration. Reaktionsratenmessungen werden durchgeführt und mathematische Gleichungen werden verwendet, um die Menge an aktivem Enzym genau zu definieren. Bei der Konzentrationsmessung ist darauf zu achten, dass genügend Substrat vorhanden ist, um alle Enzyme in der Lösung zu sättigen.