Katalasereaktion – Beispiel einer Enzymreaktion
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$H_2O_2 \leftrightharpoons H_2O + ½ O_2$
Katalase ist eines der effizientesten Enzyme, die man bisher charakterisiert hat. Sie hat eine sehr hohe Wechselzahl und kann ca. 10.000.000 Substratmoleküle pro Sekunde umsetzen!
Die Katalasereaktion teilt sich in zwei Schritte:
1. $H_2O_2 + Katalase_{(reduziert)} \rightarrow H_2O + Katalase_{(oxidiert)}$
2. $H_2O_2 + Katalase_{(oxidiert)} \rightarrow H_2O + O_2 + Katalase_{(reduziert)}$
So ergibt sich daraus die Gesamtreaktion:
$2 H_2O_2 \rightarrow 2 H_2O + O_2$
Experimentell kann die Reaktion der Katalase gut mit Hefezellen (Weizenbier!) oder Kartoffeln nachgewiesen werden.
Hefezellen, die zuvor auf einen Objektträger aufgebracht wurden, werden mit 3 % Wasserstoffperoxid betropft: Es kommt zu einer Blasenbildung (sprudeln).
Kartoffeltest: Wird auf eine frisch aufgeschnittene Kartoffel etwas Wasserstoffperoxid (3%) getropft, so bildet sich sofort ein Schaum auf der Kartoffel. Gleiches funktioniert mit einem Stück Leber. Leber und Kartoffeln besitzen das Enzym Katalase, welches Wasserstoffperoxid entgiftet, indem es den Zerfall zu Wasser und Sauerstoff katalysiert. Sauerstoff ist es auch, der als Gas das Schäumen bewirkt. Als Kontrollreaktion kann man Leber oder Kartoffeln kochen und dann nochmals mit Wasserstoffperoxid versetzen. Hier erfolgt keine Schaumbildung! Warum ist das so?
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