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Enzymatische Katalyse

Enzymatische Katalyse. Übergangszustand. freie Enthalpie G. Substrat. Produkt. Reaktionskoordinate. Enzymatische Katalyse. S. E. quasistationär, immer im Gleichgewicht. k - 1. k 1. E. k 2. P. Michaelis-Menten- Konstante. E. Michaelis-Menten-Kinetik. S. E. k - 1. k 1.

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Presentation Transcript

  1. Enzymatische Katalyse Übergangszustand freie Enthalpie G Substrat Produkt Reaktionskoordinate

  2. Enzymatische Katalyse S E quasistationär, immer im Gleichgewicht k-1 k1 E k2 P Michaelis-Menten- Konstante E

  3. Michaelis-Menten-Kinetik S E k-1 k1 Produktbildungsrate E k2 P E

  4. Michaelis-Menten-Kinetik rel. Konzentration cES/cE,0 K = 0.5 K = 1 K = 2 cS (M)

  5. Lineweaver-Burke-Diagramm 1/Produktbildungsrate 1/V (s/M) K = 1 K = 2 K = 0.5

  6. Eadie-Hofstee-Diagramm Produktbildungsrate V (M/s) K = 0.5 K = 1 K = 2

  7. Kooperative Effekte: Hill-Gleichung Hill-Koeffizient n

  8. Mehrsubstrat-Reaktionen S1 S2 S1 S2 zufällig sequentiell S1 S2 S1 S2 S1 S2 S1 P1 S2 ping-pong

  9. Inhibierung I I I´ I´

  10. Inhibierung: Substrat-Kompetition Substrat wetteifert mit Inhibitor um Enzym I I

  11. Nicht-kompetitive Inhibierung I´ I´

  12. Quantenphysik: Warum? Chemische Bindung Quantenchemie Photosynthese Wechselwirkung elektromagnetische Strahlung mit Materie IR-Spektroskopie Raman-Spektroskopie Fluoreszenzspektroskopie Nuclear Magnetic Resonance Allgemeinbildung 

  13. Quantenphysik: Das Problem abbildender Detektor Elektronen am Doppelspalt Elektronen- kanone Elektronen Schirm

  14. Klassische Physik oberer Spalt unterer Spalt beide Spalte

  15. Klassische Physik Intensität beider Spalte ist gleich Summe der Intensitäten der Einzelspalte

  16. Realität: Elektroneninterferenz oberer Spalt unterer Spalt beide Spalte

  17. Realität: Elektroneninterferenz Intensität beider Spalte ergibt Interferenzmuster! Muster bleibt auch erhalten, wenn zu jedem Zeitpunkt maximal ein Elektron die Spalte passiert!!!

  18. Interferenz: Welleneigenschaft Helle Ringe = Wellenberge, dunkle Ringe = Wellentäler

  19. Back to Basics: Bewegung eines Teilchens in der klassischen Physik Newtons Bewegungsgleichung z.B. freies Teilchen (U = 0): lineare gleichförmige Bewegung

  20. Klassischer harmonischer Oszillator Teilchen im harmonischen Potential (U = k∙x2/2):

  21. Klassischer harmonischer Oszillator Umdefinierung von A: Eulersche Gleichung:

  22. Crash-Kurs komplexe Zahlen Im(z) Komplexe Zahlenebene y r f Re(z) x

  23. Klassischer harmonischer Oszillator Anfangsbedingungen: und Oszillationsperiode: Mittlere kinetische Energie:

  24. Klassischer harmonischer Oszillator Mittlere kinetische Energie: Mittlere potentielle Energie: Gesamtenergie:

  25. Klassische Mechanik: Lagrange-Funktion und Hamilton-Prinzip Newtons Bewegungsgleichung Hamilton- Prinzip Wirkungs- funktional Lagrange-Funktion

  26. Hamilton-Prinzip für freies Teilchen Zeit t1 t0 Ort x0 x1

  27. Feynmans Grundidee der Quantenphysik Zeit A priori ist keine Trajektorie bevorzugt („demokratisches Prinzip“) t1 Jeder Trajektorie wird eine komplexe Zahl zugeordnet: Die Wahrscheinlichkeit, das Teilchen bei r1 zur Zeit t1 zu finden, wenn es bei r0 zur Zeit t0 startet, wird folgendermaßen bestimmt: t0 Ort x0 x1

  28. Feynmans Grundidee der Quantenphysik Zeit Man summiert die komplexe Zahl z[r(t)] über alle denk-baren Trajektorien, die bei {r0, t0} starten und bei {r1, t1} enden t1 alle Trajektorien Übergangswahrscheinlichkeit gleich |y|2 t0 Ort x0 x1

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