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Biochemie

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Peter Bützer Pädagogische Hochschule St.Gallen 7<br />

Reaktionsablauf<br />

Energie<br />

direkte<br />

chemische<br />

Umsetzung<br />

bichemische<br />

Umsetzungen<br />

Reaktionsablauf<br />

Zeit<br />

Biochemische Reaktionen teilen einen<br />

Reaktionsschritt in viele kleine Teilschritte<br />

auf (physiologische Energiefreisetzungen)<br />

Chemisch: A X<br />

Biochemisch: A B C D E X<br />

Energie<br />

Abbau<br />

Synthese<br />

Reaktionsablauf<br />

Zeit<br />

Biochemische Reaktionen setzen pro<br />

Reaktionsschritt nur kleine Energiemengen<br />

um (kleine Leistungen pro Volumen, wegen<br />

der empfindlichen Gewebe).<br />

Abbildung 4: Vergleich einer direkten chemischen Umsetzung mit dem entsprechenden<br />

biochemischen Prozess<br />

Viele Teilreaktionen verlangen, dass<br />

die richtigen Reaktionen einander folgen (Reaktionsabfolge),<br />

die Prozesse spezifisch sind (Spezifität),<br />

die Prozesse genügend rasch sind (Reaktionsgeschwindigkeit).<br />

Strategie der Natur<br />

- eine räumliche Strukturierung (Kompartimentierung, Kanalisierung) und<br />

- sehr spezifische und hochwirksame Katalysatoren (Enzyme).<br />

- Enzyme und Rezeptoren in Regelsystemen (Rückkopplungen).<br />

Enzym<br />

A<br />

Enzym<br />

B<br />

Enzym<br />

C<br />

Enzym<br />

D<br />

Enzym<br />

E<br />

Abbildung 5: Erzwungene Reaktionsabfolge mit lokal hohen Konzentrationen<br />

Die meisten Enzyme (Katalysatoren) sind membrangebunden oder in<br />

Kompartimenten eingeschlossen. Die Folge davon ist:<br />

Dadurch wird eine zwangsläufige Sequenz (Stoffwechsel) erreicht.<br />

Die Konzentrationen der Edukte sind bei jedem Enzym lokal sehr hoch.<br />

Die Gesamtreaktionen sind ausserordentlich spezifisch und sehr rasch.<br />

Chemie, 6sm

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