Schlüssel-schloss-prinzip(Bio)?
Hey,könnte mir jemand in einer kurz verfassung,das schlüssel-schloss-prinzip (Bio)erklären . Gehe in die achte Klasse daher muss ich das verstehen können .
Danke schonmal im vorraus
4 Antworten
Das Schlüssel-Schloss-Prinzip besagt, das eine Bindung, zum Beispiel die eines Substrats und eines Enzyms, spezifisch ist. Enzyme katalysieren nicht einfach irgendeine beliebige biochemische Reaktion, sondern sie sind substratspezifisch. Vergleichen kann man das mit einem Schlüssel und einem Schloss. Ein Schloss lässt sich nicht mit einem beliebigen Schlüssel öffnen, sondern man muss dafür schon den richtigen Schlüssel nehmen, der zum Schloss dazu gehört. Das Enzym entspricht in dieser Metapher dem Schloss, das Substrat dem passenden Schlüssel. Die Bindungsstelle, an der das Substrat an das Enzym bindet, wird als aktives Zentrum bezeichnet
Tatsächlich ist aber der ganze Vorgang etwas komplexer, da das Enzym nicht von sich aus perfekt "passt". Viel mehr verändert das Enzym bei der Bindung des Substrates seine räumliche Struktur und "passt sich dem Substrat an", man sagt, es verändert seine Konformation. Weil diese Konformationsänderung aber erst durch das Binden des Substrates erfolgt, spricht man ganz korrekt nicht von einem Schloss-Schlüssel-Prinzip, sondern vom Prinzip der induzierten Passform (oder auch induced fit genannt) induziert bedeutet in diesem Fall, die Anpassung (Konformationsänderung) wird durch das Substrat ausgelöst.
Hi,
das Schlüsel-Schloss-Prinzip verwendet man oft im Zusammenhang mit Enzymen.
Enzyme, in den meisten Fällen Proteine (Eiweiße), sind Biokatalysatoren.
Biokatalysatoren sind Stoffe biologischen Ursprungs, die also von lebenden Zellen gebildet werden, die chemische Reaktionen beschleunigen.
Mit anderen Worten, ohne solche jeweils passenden Enzyme, würde eine koordinierte Reaktionsfolge, wie ein Stoffwechselweg, nicht ablaufen. Die genetisch festgelegte Ausstattung von Zellen, mit speziellen Enzymen ist also lebensnotwendig. Daher hat man sich mit ihren Eigenschaften eingehend beschäftigt.
Die Idee zu einem "Schlüssel-Schloss-Prinzip" erwähnte erstmalig der Chemiker und Nobelpreisträger Emil Fischer (1894). https://de.wikipedia.org/wiki/Emil_Fischer
Im Zusammenhang mit Enzymen wird dieses Modell gern zur Veranschaulichung verwendet und zwar soll es darauf verweisen, dass die Region eines Enzyms, die mit "seinem" Stoff, dessen Reaktion es unterstützt, man spricht auch von seinem "Substrat", also die Region des Enzyms, die mit seinem Substrat in Kontakt kommt, genau umgekehrt geformt ist, wie das Substrat. Man sagt auch die Form sei komplementär.
Diese spezielle Region des Enzyms ist also bezüglich seiner Oberfläche sehr genau geformt und zwar bis zur genauen Anordnung der einzelnen Atome, man nennt diese Region des Enzyms auch sein "aktives Zentrum". Oft ist dieses aktive Zentrum höhlen- oder spaltenförmig angelegt, in das das Substrat genau hineinpasst. Wenn man nun die Zähne eines Schlüssels betrachtet, dann passen diese auch genau in ein bestimmtes Schloss, dessen innere Form komplementär zur Form des Schlüssels ist.
Das aktive Zentrum eines Enzyms und sein Substrat, welches es bei einer chemischen Reaktion unterstützen soll, passen auch zusammen wie ein Schlüssel und ein Schloss, nur dann kann die Reaktion ablaufen oder im übertragenen Sinne der Schlüssel im Schloss gedreht werden und das Schloss zu- oder aufschließen.
Dieser Vergleich hebt auf die Passgenauigkeit von Enzymoberfläche (aktives Zentrum) und umzusetzenden Stoff (Substrat) ab.
Man muss dieses Modell, welches aus den Anfängen stammt, inzwischen auf der Basis neuer Erkenntnisse, erweitern. Auch das kannst du in deine Arbeit aufnehmen, für Bonus-Punkte. Und zwar ist es so, dass man gefunden hat, dass es Enzyme gibt, die ihr Form erst verändern, wenn das Substrat an ihr aktives Zentrum gebunden hat. Das aktive Zentrum bekommr also erst dann eine komplementäre Gestalt, nach der Bindung an sein Substrat. Das ist also ein Vorgang der dynamischen Erkennung von Enzym und Substrat.
Dies passt freilich nicht mehr zum "Schlüssel-Schloss-Prinzip", denn das würde bedeuten, dass ein Schloss sich in seiner Form verändert, nachdem man den Schlüssel hineingeführt hat und solche "magischen Schlösser" haben wir noch nicht.
Man muss also die Vorstellung vom Schlüssel-Schloss-Prinzip als Modell für die Enzym-Substrat-Bindung, erweitern, indem man der nachträglichen dynamischen Veränderung der Oberfläche des Enzyms, hin zu "passend" zu seinem Substrat, Rechnung trägt und dieses Modell hat man dann "induced fit" genannt ("induzierte Anpassung"). Das Enzym ändert seine Form erst nach oder fast gleichzeitig mit der Substratbindung. Dazu habe ich dir eine kleine Skizze angefertig und angehangen, die du 1:1 in deine Arbeit übernehmen könntest :) Gruß, Cliff
Schlüssel und Schloss sind spezifisch. Sie passen nur ineinander. Kein anderer Schlüssel kann das Schloss aufschließen, kein anderes Schloss kann vom Schlüssel geöffnet werden.
Auf Biologie übertragen: Bestimmte Dinge, zb Enzyme sind spezifisch dafür, was zusammengehört.
Formulier es in deinen eigenen Worten, sonst denkt dein Lehrer, du hättest nen Spickzettel. Und alleine der Verdacht kann dafür sorgen, dass du Abzüge bekommst.
Etwas hat einen Schlüssel, der in ein schloss passt und es aufschließt.
Durch diese Information kriege jz bestimmt ein 1 in meiner Arbeit.🙄
Danke. Denken sie/du, das ich das so in meiner Arbeit schreiben kann?