Enzymatik - Laktase

Laktoseintoleranz

  • Manche Menschen vertragen keine Milchprodukte (Laktose-Intoleranz). Symptome sind Verdauungsprobleme wie Blähungen oder Durchfall nach dem Konsum.
  • Ursache: Milchzucker (Laktose) wird nicht gespalten.
  • Abhilfe: Laktase-Tabletten vor dem Verzehr von Milchprodukten ermöglichen weitgehend beschwerdefreien Konsum.

Fragestellung

  • Wie lässt sich die Wirkung von Laktase erklären?

Vermutungen zur Fragestellung

  • Laktase spaltet Laktose.
  • Die Konzentration von Laktose spielt eine Rolle.
  • Laktase neutralisiert Laktose (falsch).

Aufgabenstellung

  • Bearbeitung des Arbeitsblattes zur Substratspezifität des Enzyms Laktase.

Ergebnisse

  • Laktase katalysiert die Spaltung von Laktose in Glucose und Galaktose.
  • Eine Farbänderung des Glukose-Teststreifens zeigt das Vorhandensein von (mehr) Glukose, da Laktase Laktose gespalten hat.
  • Saccharose und Maltose werden von Laktase nicht gespalten, da sie nicht zur Struktur des aktiven Zentrums der Laktase passen.
  • Keine Farbänderung des Glukosestreifens bedeutet, dass keine Glukose vorhanden ist, weil Laktase keine Laktose gespalten hat.
  • Laktase spaltet nur Laktose, da Laktose zur Struktur des aktiven Zentrums passt (Substratspezifität).

Weitere Aufgabenstellung

  • Text lesen (Buch S. 94).
  • Schema zum Verlauf der enzymkatalysierten Reaktion der Laktosespaltung skizzieren (Abbildung 2, S. 94).
  • Erklärung des Schlüssel-Schloss-Prinzips.

Zusammenfassung

  • Die meisten Enzyme können nur bestimmte Substrate umsetzen (Substratspezifität).
  • Jedes Enzym bewirkt in der Regel nur eine bestimmte Veränderung des Substrats (Wirkungsspezifität).
  • Das exakte Zusammenpassen von Enzym und Substrat wird als Schlüssel-Schloss-Prinzip bezeichnet. Dies beinhaltet die exakte Passung von räumlichen Strukturen und Ladungsverteilungen des aktiven Zentrums des Enzyms und des Substrats.

Überprüfung der Vermutungen

  • Überprüfung der anfänglichen Vermutungen zur Wirkung der Laktase im Körper.

Enzym-Substrat-Komplex

  • Darstellung eines Enzym-Substrat-Komplexes mit einem vergrößerten Ausschnitt aus dem aktiven Zentrum.