Solange Substrat verfügbar ist, an das gebunden werden kann, wird eine erhöhte Enzymkonzentration die enzymatische Reaktion beschleunigen. Sobald das gesamte Substrat gebunden ist, wird die Reaktion mit der steigenden Enzymkonzentration nicht mehr beschleunigt, da es nichts gibt, an das zusätzliche Enzyme binden können.

Wie funktionieren Enzyme？

Ein Enzym ist ein katalytisches Protein, das die chemische Reaktion beschleunigen kann, ohne im Reaktionsprozess verändert zu werden. Im Reaktionsprozess wird keine Bindung zwischen dem Enzym und dem Substrat gebildet, sodass das Enzym in seine ursprüngliche Form zurückkehrt und erneut verwendet werden kann. Das Enzym bindet über die aktive Stelle an das Substrat, um einen Enzym-Substrat-Komplex zu bilden. Sie sind sehr spezifisch in der Reaktion und auch für das Substrat, mit dem sie sich verbinden. Wenn die Form des Substrats mit der aktiven Stelle des Enzyms übereinstimmt, ist die Funktion des Enzyms korrekt, und ihre Funktion hängt von ihrer dreidimensionalen Struktur ab. Sie erleichtern das Eintreten der Reaktion, indem sie die Aktivierungsenergie reduzieren und mehr Moleküle aktivieren, wodurch der Katalysator wirkt.

Wirkung der Enzymkonzentration

Die Konzentration des Enzyms ist in der chemischen Reaktion wichtig, da sie benötigt wird, um mit dem Substrat zu reagieren. Oft kann eine kleine Menge Enzym eine große Menge Substrat verbrauchen. Mit der Erhöhung der Enzymkonzentration steigt jedoch auch die Wirksamkeit der aktiven Stellen, sodass diese aktiven Stellen die Substratmoleküle in Produkte umwandeln. Das bedeutet im Grunde, dass, wenn die Konzentration des Enzyms erhöht werden soll, ein Überschuss an Substrat vorhanden sein muss, mit anderen Worten, dass die Reaktion unabhängig von der Konzentration des Substrats sein muss.

Nullte-Ordnung-Reaktion

Um die Wirkung der Erhöhung der Enzymkonzentration auf die Reaktionsgeschwindigkeit zu untersuchen, muss das Substrat in einem Überschuss vorhanden sein; d.h. die Reaktion muss unabhängig von der Substratkonzentration sein. Jede Änderung der Menge des über einen bestimmten Zeitraum gebildeten Produkts hängt von der Menge des vorhandenen Enzyms ab. Grafisch kann dies dargestellt werden als:

Abbildung 1. Die Reaktionsgeschwindigkeit nullter Ordnung ist unabhängig von der Substratkonzentration.

Diese Reaktionen werden als "Reaktionen nullter Ordnung" bezeichnet, da die Raten unabhängig von der Substratkonzentration sind. Die Bildung von Produkten erfolgt mit einer Geschwindigkeit, die linear mit der Zeit ist. Die Zugabe von mehr Substrat dient nicht dazu, die Rate zu erhöhen. In der Kinetik nullter Ordnung führt es dazu, dass die Durchführung des Assays für doppelte Zeit zu einer doppelten Menge an Produkt führt.

Die Menge des in einer Reaktion vorhandenen Enzyms wird durch die Aktivität gemessen, die es katalysiert. Die Beziehung zwischen Aktivität und Konzentration wird von vielen Faktoren wie Temperatur, pH usw. beeinflusst. Ein Enzymassay muss so gestaltet sein, dass die beobachtete Aktivität proportional zur Menge des vorhandenen Enzyms ist, damit die Enzymkonzentration der einzige limitierende Faktor ist. Dies ist nur erfüllt, wenn die Reaktion nullter Ordnung ist.

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