Enzyme

Zuletzt aktualisiert am: 12.07.2019

Autor: Prof. Dr. med. Peter Altmeyer

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Synonym(e)

Fermente; Hydrolasen; Isomerasen; Ligasen; Oxidoreduktasen; Transferasen

Definition

Überwiegend aus hochmolekularen Proteinen aufgebaute Gruppe von Verbindungen die in lebenden tierischen und pflanzlichen Organismus als Katalysatoren für die meisten chemischen Reaktionen verantwortlich sind. Da sich Stoffwechselvorgänge aus zahlreichen chemischen Einzelreaktionen zusammensetzen, von denen jede durch ein bestimmtes, für jede Einzelreaktion spezifisches Enyzm katalysiert wird, sind Enyzme von grundsätzlicher Bedeutung für den Ablauf des gesamten Zellstoffwechsels. Enzyme sind wesentlich an der Biosythese von spezifischen Genprodukten beteiligt (Transkription, Translation).  Verschiedene Enzyme benötigen Metall-Ionen (Metalloproteine oder Metalloenzyme) als Co-Faktoren, so z.B. Eisen (Atmungsenzyme)- oder Kupfer-Ionen.  Enzyme können durch verschiedene Substanzen in ihrer Funktion reversibel oder irreversibel gehemmt werden (s.u. Enzymhemmung). Andererseits kann durch bestimmte Prozesse eine Enzyminduktion mit verstärkter Enzymsynthese erfolgen.      

 

Anwendungsgebiet/Verwendung

Aus Bakterien, Pilzen oder Hefen hergestellte Enzyme finden in der Herstellung von Nahrungsmitteln Verwendung.  Als Allergene können die Enzyme selbst oder ihre Reaktionsprodukte eine Rolle spielen, so z.B. bei berufsbedingten Inhalationsallergien (selten).

Anwendungsgebiet/Verwendung

Bäckerei: alpha-Amylase; Fleischergewerbe: Papain (Fleischweichmacher); Molkerei: Lab, Lipase, Lactase, Katalase. Verwendung in der Dermatologie: S.u. Enzymtherapie.

Hinweis(e)

Derzeit snd mehr als 2500 Enzyme bekannt. Diese können nach je nach Vorkommen in der Natur, ihrer Funktion im Stoffwechsel, nach ihren funktionellen Gruppen oder ihren physikalische Eigenschaften klassifiziert und benannt werden. 

International akzeptiert wird ein auf der Wirkungsspezifität beruhende Klassifikation  (EC-Nomenklatur = Akronym für "enzyme commission"). Hiernach erfolgt die Einteilung der Enzyme in  7 Hauptklassen:

  1. E1: Oxidoreduktasen (Dehydrogenasen, Oxygenasen, Reduktasen). Beispiele sind Cytochrom-P450-Monooxydasen, Cyclooxygenasen, Glutamatdehydrogenasen (GDH, GLDH)  
  2. E2: Transferasen (übertragen Aldehyd-, Amino-, Glykosyl – und andere Gruppen); z.B. Transaminasen (Aminotransferasen wie GOT und GPT) , Kinasen u.a. 
  3. E3: Hydrolasen (spalten hydrolytisch Ester-, Peptid-, Glykosid- und andere Bindungen); z.B. Esterasen, Phosphatasen, Proteasen, Desaminasen u.a.
  4. E4: Lyasen (spalten von unterschiedlichen Molekülen Gruppen (C-C, C-O, C-N) unter Bildung von Doppelbindungen (C=C) ab. Lyasen können auch Anlagerungen von Gruppen an eine Doppelbindung bewirken = Synthasen; beispielhafte Lyasen: Dehydratasen, Decarboxylasen. S.a. Photolyasen.
  5. E5: Isomerasen (katalysieren die Umwandlung isomerer Verbindungen; z.B. Topisomerasen, Racemasen.
  6. E6: Ligasen (ältere Bezeichnung: Synthetasen): katalysieren die Verknüpfung zweier Moleküle durch Bildung einer kovalenten Bindung (C-C, C-O, C-N u.a.); z.B. Carboxylasen .
  7. EC 7:-Translokasen (katalysieren den Transport von Stoffen an oder durch Zellmembranen)      

Literatur
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  1. Jäger L, Wüthrich B (1998) Nahrungsmittelallergien und -intoleranzen. Gustav Fischer, Ulm Stuttgart Jena Lübeck, S. 152–153
  2. Nakamura S et al. (2003) Effect of the proteolytic enzyme serrapeptase in patients with chronic airway dsease. Respirology 8: 316-320
  3. Shapiro L et al. (2003) Drug interactions of clinical significance for the dermatologist: recognition and avoidance. Am J Clin Dermatol 4: 623-639
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