Michaelis-Konstante

Die Michaelis-Konstante beschreibt die Enzymaktivität bei Konzentrationsveränderungen

Bei niedrigen Substratkonzentrationen kann die Reaktionsgeschwindigkeit durch Erhöhung der Konzentration des Substrates gesteigert werden, da nicht alle Enzymmoleküle mit Substratmolekülen besetzt sind. Eine höhere Konzentration des Substrates steigert dann den gesamten Umsatz durch bessere Ausnutzung der Enzymmoleküle.
Bei hohen Substratkonzentrationen sind alle Enzymmoleküle besetzt; Sättigung ist erreicht.

Enzymstrukturen

Enzymstrukturen

Die Enzym-Substrat-Zerfallsrate begrenzt die Reaktionsgeschwindigkeit. Sie kann auch durch weitere Erhöhung der Substratkonzentration nicht mehr gesteigert werden. Der Maximalwert Vmax ist erreicht. Höhere Reaktionsgeschwindigkeiten würden nur durch weitere Enzymzugabe erreicht werden.
Unter physiologischen Bedingungen ist eine geringe Substratkonzentration bedeutsam. Als Kenngröße für Enzyme wird die Konzentration angenommen, die die halbe Maximalgeschwindigkeit 12Vmax erzielt. Sie wird als Michaelis-Konstante bezeichnet. Ihr Wert ist KM (mol/l). Die KM-Werte der Enzyme liegen zwischen 107 und 101 mol/l.

Die Michaelis-Menten-Gleichung beschreibt die Abhängigkeit der Geschwindigkeit einer enzymatischen Reaktion von der Konzentration des umzusetzenden Substrats. Die Substratkonzentration, bei der die Reaktionsgeschwindigkeit v die Hälfte der Maximalgeschwindigkeit Vmax erreicht hat, wird als Michalis-Konstante KM bezeichnet.

Enzymaktivität bei unterschiedlichen Substratkonzentrationen

KM-Werte einiger Enzyme
EnzymSubstratKM-Wert (mol/l)
KatalaseH2O2,5 · 10-2
HexokinaseGlucose1,5 · 10-2
LysozymAcetylglucosamin6 · 10-6
Glutamat-DehydrogenaseGlutamat1,2 · 10-4

Inzwischen sind auch die Wechselzahlen vieler Enzyme bekannt. Sie geben an, wie viele Substratmoleküle ein Enzymmolekül in einer Sekunde umsetzt.

Wechselzahlen einiger Enzyme
Enzymmax. Wechselzahl (Anzahl/s)
Acetylcholinesterase25 000
Lactatdehydrogenase1 000
Chymotrypsin100
DNA-Polymerase15

Grafische Darstellung der Michaeliskonstante

Grafische Darstellung der Michaeliskonstante

Stand: 2010
Dieser Text befindet sich in redaktioneller Bearbeitung.

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