Enzyme und Enzymkinetik

• Enzyme sind Biokatalysatoren
• -> fast immer Proteine
• -> Ausnahme: Nucleinsäuren wie RNA haben katalytische Aktivität -> Ribozyme!!

Enthapie (H) bezeichnet die innere Energie (J/mol)

-> nimmt innere Energie während der Reaktion ab, wird die Energiemenge als Wärme frei (= neg. ΔH) = exotherm

-> wenn ΔH positiv, muss Wärme hinzugefügt werden, damit Reaktion abläuft = endotherm

Entropie (S) ist ein Maß für die Unordnung eines Systems

Bsp: gleichmäßige Verteilung von Natrium- und Chloridionen durch Diffusion (Entropie nimmt zu, gleichzeitig nimmt freie Enthalpie ab)

• Freie Energie (G) = Kriterium für den spontanen Ablauf einer Reaktion
• = freie Enthalpie

ΔG gibt die Änderung der fr. Enthalpie bei einer Reaktion an

• ΔG < 0: spontan, exergon
• ΔG = 0: System ist im Gleichgewicht
• ΔG > 0: nicht spontan, endergon

(Bsp: Hydrolyse von ATP zu ADP und Phosphat ist exergon und Gibbs freie Energie unter Standardbedingungen ist negativ)

ΔG = ΔH - T x ΔS

• H = Enthalpie
• S = Entropie
• G = freie Enthalpie
• T = Temperatur in K

-> ΔG zeigt an, wie viel Arbeit eine Reaktion maximal leisten kann

K' = Gleichgewichtskonstante bei pH 7

Änderung der freien Enthalpie:

• R = Gaskonstante
• T = absolute Temperatur = 298K

ΔE⁰ = E⁰_{Oxidationsmittel} - E⁰_{Reduktionsmittel}

mit freier Enthalpie verbunden:

ΔG⁰ = -n x F x ΔE⁰

• -> ΔG⁰: Änderung der freien Standardenthalphie
• -> n: Anzahl der übertragenen Elektronen
• -> F: Faraday-Konstante
• -> ΔE⁰: Änderung des Standardpotentials

Im Fließgleichgewicht sind die Konzentrationen der Zwischenprodukte konstant

-> Berechnung mit der Gleichgewichtskonstanten K (mit Massenwirkungsgesetz)