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Enzymatische Katalyse

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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
slide1

Enzymatische Katalyse

Übergangszustand

freie Enthalpie G

Substrat

Produkt

Reaktionskoordinate

slide2

Enzymatische Katalyse

S

E

quasistationär, immer

im Gleichgewicht

k-1

k1

E

k2

P

Michaelis-Menten-

Konstante

E

slide3

Michaelis-Menten-Kinetik

S

E

k-1

k1

Produktbildungsrate

E

k2

P

E

slide4

Michaelis-Menten-Kinetik

rel. Konzentration cES/cE,0

K = 0.5

K = 1

K = 2

cS (M)

slide5

Lineweaver-Burke-Diagramm

1/Produktbildungsrate 1/V (s/M)

K = 1

K = 2

K = 0.5

slide6

Eadie-Hofstee-Diagramm

Produktbildungsrate V (M/s)

K = 0.5

K = 1

K = 2

slide8

Mehrsubstrat-Reaktionen

S1

S2

S1

S2

zufällig

sequentiell

S1

S2

S1

S2

S1

S2

S1

P1

S2

ping-pong

slide9

Inhibierung

I

I

slide10

Inhibierung: Substrat-Kompetition

Substrat wetteifert mit Inhibitor um Enzym

I

I

slide12

Quantenphysik: Warum?

Chemische Bindung

Quantenchemie

Photosynthese

Wechselwirkung elektromagnetische Strahlung mit Materie

IR-Spektroskopie

Raman-Spektroskopie

Fluoreszenzspektroskopie

Nuclear Magnetic Resonance

Allgemeinbildung 

slide13

Quantenphysik: Das Problem

abbildender Detektor

Elektronen am Doppelspalt

Elektronen-

kanone

Elektronen

Schirm

slide14

Klassische Physik

oberer Spalt

unterer Spalt

beide Spalte

slide15

Klassische Physik

Intensität beider

Spalte ist gleich

Summe der

Intensitäten der

Einzelspalte

slide16

Realität: Elektroneninterferenz

oberer Spalt

unterer Spalt

beide Spalte

slide17

Realität: Elektroneninterferenz

Intensität beider

Spalte ergibt

Interferenzmuster!

Muster bleibt auch

erhalten, wenn zu

jedem Zeitpunkt

maximal ein Elektron

die Spalte passiert!!!

slide18

Interferenz: Welleneigenschaft

Helle Ringe = Wellenberge, dunkle Ringe = Wellentäler

slide19

Back to Basics: Bewegung eines Teilchens

in der klassischen Physik

Newtons

Bewegungsgleichung

z.B. freies Teilchen (U = 0):

lineare gleichförmige Bewegung

slide20

Klassischer harmonischer Oszillator

Teilchen im harmonischen

Potential (U = k∙x2/2):

slide21

Klassischer harmonischer Oszillator

Umdefinierung von A:

Eulersche Gleichung:

slide22

Crash-Kurs komplexe Zahlen

Im(z)

Komplexe Zahlenebene

y

r

f

Re(z)

x

slide23

Klassischer harmonischer Oszillator

Anfangsbedingungen:

und

Oszillationsperiode:

Mittlere kinetische Energie:

slide24

Klassischer harmonischer Oszillator

Mittlere kinetische Energie:

Mittlere potentielle Energie:

Gesamtenergie:

slide25

Klassische Mechanik:

Lagrange-Funktion und Hamilton-Prinzip

Newtons

Bewegungsgleichung

Hamilton-

Prinzip

Wirkungs-

funktional

Lagrange-Funktion

slide27

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

slide28

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