Enzyme verändern die Reaktionsgeschwindigkeit, indem sie die Aktivierungsenergie senken. Sie haben keinen Einfluss auf das Reaktionsgleichgewicht ($ \ ce {K_ {eq}} $). Da $ \ ce {K_ {eq} = \ frac {k_f} {k_r}} $ und $ \ ce {K_ {eq}} $ konstant sind, erfordert eine Erhöhung der Forward-Rate ($ \ ce {k_f} $) a entsprechende Erhöhung der Reverse Rate ($ \ ce {k_r} $). Intuitiv kann es hilfreich sein zu glauben, dass der gleiche Effekt, den ein Enzym auf die Verringerung der Energie des Übergangszustands in Vorwärtsrichtung hat, auch in Rückwärtsrichtung vorhanden sein sollte. Ob die Reaktion tatsächlich umgekehrt abläuft oder nicht, hängt unter anderem von der Differenz der freien Energie zwischen den Reaktanten und Produkten und ihren Konzentrationen ab. Siehe diese Antwort für eine gute Erklärung.

Da ihre Reaktionen im Gleichgewicht sind ($ \ Delta G \ approx0, \ ce {K_ {eq} \ approx1} $), viele Enzyme im glykolytischen Weg katalysieren auch die Rückreaktion in der Glukoneogenese.

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Was ist mit der ATP-Synthase? https://en.wikipedia.org/wiki/ATP_synthase Es verwendet Protonenfluss, um ATP zu erzeugen, kann aber auch ATP verbrennen, um Protonenfluss zu erzeugen.

Wie andere Enzyme ist die Aktivität der F1FO-ATP-Synthase reversibel. Ausreichend große Mengen ATP bewirken, dass es einen Transmembranprotonengradienten erzeugt. Dies wird durch Fermentation von Bakterien verwendet, die keine Elektronentransportkette haben, sondern ATP hydrolysieren, um einen Protonengradienten zu erzeugen, den sie zum Antreiben von Flagellen und zum Transport von verwenden Nährstoffe in die Zelle.

Bei der Atmung von Bakterien unter physiologischen Bedingungen läuft die ATP-Synthase im Allgemeinen in die entgegengesetzte Richtung und erzeugt ATP, während die von der Elektronentransportkette erzeugte Protonenmotivkraft als Energiequelle verwendet wird . Der Gesamtprozess der Energieerzeugung auf diese Weise wird als oxidative Phosphorylierung bezeichnet. Der gleiche Prozess findet in den Mitochondrien statt, wo sich die ATP-Synthase in der inneren Mitochondrienmembran befindet und der F1-Teil in die Mitochondrienmatrix hineinragt. Der Verbrauch von ATP durch ATP-Synthase pumpt Protonenkationen in die Matrix.

Beispiele für Enzyme, die umgekehrt arbeiten?

Mit Ausnahme von drei Enzymen der Glykolyse (Hexokinase, PFK-I und Pyruvatkinase) katalysieren alle reversible Reaktionen .

Da diese Enzyme auch die Rückreaktionen katalysieren, sind sie Teil des Glukoneogenese-Weges.

(Ein Vergleich zwischen den beiden Pfaden)

Sie erwähnen Nukleasen und Proteasen, aber wenn Sie diese Prozesse umkehren und über die tatsächlichen Nukleinsäure- oder Proteinsynthesereaktionen nachdenken, ergibt sich ein interessanter Punkt:

Diese Syntheseverfahren beinhalten die Herstellung von Pyrophosphat - nicht Orthophosphat - aus ATP (usw.).

(Im Fall der Nukleinsäuresynthese sollte dies offensichtlich sein; Im Fall der Proteinsynthese beziehe ich mich auf die Aminoacyl-tRNA-Synthetase "Aminosäureaktivierungsreaktion", die die Bildung von Peptidbindungen antreibt.)

Warum Pyrophosphat? Die allgemein gegebene Antwort lautet, dass dies ist, um die Umkehrung der Reaktion zu verhindern. Die Erzeugung von Pyrophosphat erreicht dies, weil es durch Pyrophosphatasen in der Zelle schnell zu Orthophosophat abgebaut wird. (Siehe Diskussion der DNA-Polymerisation in Berg et al. )

Wenn dieses Argument akzeptiert wird, veranschaulicht es paradoxerweise die mögliche Reversibilität der Synthesereaktionen.