Tag der offenen Tür

Enzyme sind tatsächlich allgegenwärtig. Sie steuern nicht nur alle Vorgänge im Körper, wir treffen auf sie beim Einkaufen, beim Waschen, beim Essen und Trinken. Bei drei Tagen der offen Tür am 28. und 29.11.2016 und am 1.12.2016 konnten mehr als 100 SchülerInnen erleben, was Enzyme alles können.

Proteasen in Früchten

Proteasen bauen Proteine ab und kommen natürlich in Früchten wie Ananas (Bromelain) oder Kiwi (Achinidin) vor. Die Wirksamkeit dieser Proteasen lässt sich mit einfachen Experimenten nachweisen. Zum Beispiel bleibt Gelatine flüssig, wenn man sie mit frischem Ananassaft mischt. Um Ananasmarmelade mit frischem Saft und aktiven Enzymen herzustellen, müsste man auf Agar als Geliermittel ausweichen. Der besteht aus Zuckermolekülen, denen die Proteasen nichts anhaben können. In einem anderen Experiment „ertränkten“ die SchülerInnen Gummibärchen aus Gelatine in frischem Fruchtsmoothie. Die Gummibrächen werden von den Proteasen aufgelöst. Zuletzt gab es Joghurt mit frischen Kiwistückchen zu kosten. Die Proteasen im Kiwi bauen Eiweiß im Joghurt ab, was einen bitteren Geschmack zur Folge hat. Das Frühstücksjoghurt mischt man also besser mit Obst, das wenig Proteasen enthält.

Enzyme in Wasch- und Putzmittel

In Waschmitteln kommen viele verschiedene Enzyme zum Einsatz, die Grasflecken und Co auflösen helfen. Darunter finden sich Amylasen, die lange Zuckermoleküle (wie Stärke) spalten können. Die Aktivität der Amylasen lässt sich einfach Nachweisen: Man nehme frische Kartoffelstückchen – Kartoffeln bestehen aus viel Stärke – und gebe etwas Lugolsche Lösung dazu. Diese Lösung enthält Jod, das sich in die „riesigen“ Stärkemoleküle einlagert. Eine tief violette Farbe ist die Folge. Gibt man nun etwas Wasch- oder Putzmittel mit aktiven Amylasen dazu, wird die Stärke abgebaut. Das Jod kann sich nicht mehr einlagern und alles entfärbt sich wieder. Im SchülerInnenversuch hat das mit Wasch- und Putzmitteln und mit Zahnpasta funktioniert, die laut Inhaltsangabe Enzyme enthalten.

Kampf den Giftstoffen

Im Stoffwechsel entsteht bisweilen Wasserstoffperoxid als unerwünschtes Nebenprodukt; es ist für lebende Zellen querbeet giftig. Um die Substanz zu zerlegen, wehren sich die Zellen mit Hilfe von Katalse. Das Enzym, das in diversen Obst- und Gemüsesorten reichlich vorhanden ist, zerlegt Wasserstoffperoxid in Wasser und Sauerstoff. Beim Versuch galt es zu ergründen, bei welchem pH-Wert das Enzym in Hefe besonders aktiv ist und wo besonders viel Katalse enthalten ist. Das passierte über das Messen des Schaums, der entsteht, wenn man eine Mischung aus Wasserstoffperoxid und etwas Spülmittel mit den Versuchsobjekten mischt. Ist viel Katalse da – wie in der Hefe oder in Champignons -, entsteht viel Sauerstoff und dadurch viel Spülmittel-Schaum.

Schnelltest für Wundinfektionen

Sobald man sich verletzt und eine Wunde infiziert wird, kommt es im Körper zu einer Antwort des Immunsystems; zum Beispiel durch Granulozyten genannte Zellen. Die erzeugen Enzyme wie Lysozym, das die Zellwände feindlicher Zellen auflösen kann, Elastase, das schlechtes Gewebe abbaut oder Myeloperoxidase, die Substanzen herstellen hilft, die Erreger abtöten. Weil diese Enzyme nur auftreten, wenn eine Wundinfektion da ist, kann man sie verwenden, um winzige Infektionen zu entdecken. Das passiert über Marker, die eine Farbreaktion nur dann auslösen, wenn die Enzyme in einer infizierten Wunde vorkommen. Warum ist das nützlich? Weil man damit Infektionen nachweisen und bekämpfen kann, lange bevor sie sichtbar sind schweres Problem sein können.

Enzyme und Lebensmittel

Immer mehr Menschen haben mit Lebensmittelunverträglichkeiten zu kämpfen. Besonders mit dem Milchzucker Lactose haben viele Probleme. Deshalb ist schon seit geraumer Zeit lactosefreie Milch im Handel. Die wird hergestellt, indem normale Milch mit einem Enzym namens Lactase behandelt wird. Das Enzym spaltet die Lactose in zwei Zuckermoleküle, nämlich Glucose und Galactose. Weil Glucose süßer als Lactose ist, schmeckt lactosefreie Milch süßer als normale Milch.

Lebensmittel können auch eine Quelle für industriell genutzte Enzyme sein. Ein Beispiel dafür ist HRP – die „horse radish peroxidase“ – also eine Peroxidase, die speziell im Kren in einer extrem aktiven Form vorkommt. Das Enzym wird gerne verwendet, wenn es um das Messen bestimmter Reaktionen in Zellen geht. Auch diese Enzymaktivität wird über eine Farbreaktion (mit ABTS als „Indikator“) verfolgt.

MTT-Test

Bei krankheiten wie Alzheimer, Parkinson, ALS oder Demenz kommt es zu einer „Neurodegeneration“, zu einem Absterben von Nervenzellen. Mit dem MTT-Test der Firma QPS lässt sich feststellen, ob Nervenzellen gesund und aktiv sind. Das passiert über die Bestimmung der Aktivität von Enzymen im endoplasmatischen Retikulem und vor allem in den Mitochondrien, den Kraftwerken der humanen Zellen. Aktive Zellen machen aus einer Testsubstanz gelbe Kristalle, die per Mikroskop sichtbar werden. Als Testzellen kommen SH-Zellen eines 4-jährigen Mädchens zum Einsatz, das in den 1970er-Jahren an Krebs gestorben ist. Forscher haben diese Zellen weiter gezüchtet. Wenn man sie mit Vitamin A versorgt, verhalten sich diese Krebszellen ähnlich wie Gehirnzellen. Damit lässt sich untersuchen, wie sich gesunde und kranke Zellen verhalten, wenn sie diverse Wirkstoffe verwerten.

 

Werbeanzeigen