Die kleinen Helfer im Stoffwechsel…
Liebe Biologinnen und Biologen,
wir beschäftigen uns im Biologieunterricht nun schon seit einigen Wochen intensiv mit dem Thema Enzymatik und wir haben schon viel gelernt, von Enzymen im Alltag, über Enzyme als Biokatalysatoren bis hin zum Mechanismus und der Energetik einer Enzymreaktion. Da der Themenbereich aber sehr breit gefächert ist und man nie auslernt, haben wir in der vergangenen Stunde das Zellgift Wasserstoffperoxid (H2O2) kennengelernt, welches ein Abfallprodukt bei vielen Stoffwechselprozessen ist. Es zerfällt im Kontakt mit Metallsalzen, die als Katalysatoren wirken, zu ganz normalem Wasser und Sauerstoff.
Das ist ja alles erst einmal schön und gut, aber nun stellte sich uns noch eine Frage: Verfügen Lebewesen über Substanzen, die Wasserstoffperoxid unschädlich machen?
Um diese Frage zu beantworten, haben wir einen Versuch gestartet, bei dem wir jeweils Sand, Mangandioxid, rohe Kartoffelstreifen, rohe zerkleinerte Kartoffelstreifen und gekochte Kartoffelstreifen mit 2mL Wasserstoffperoxid in 5 Reagenzgläser gegeben und dann die Reaktion beobachtet hatten. Wie man im Bild sehen kann, fand bei den Reagenzgläsern 2, 3 und 4 ein „Blubbern“ und eine Schaumbildung statt. Dies ist ein Zeichen für die Freisetzung von Sauerstoff, der als Gasbläschen in der Flüssigkeit eingeschlossen wird. Dieser Sauerstoff ließ sich mit der Glimmspanprobe nachweisen. Reagenzglas 2 mit Mangandioxid war dabei die Kontrolle mit maximaler Reaktion (Positivkontrolle).
Bei den Reagenzgläsern 1 und 5 jedoch fanden „Blubbern“ und Schaumbildung nicht statt, was darauf schließen ließ, dass das H2O2 nicht gespalten wurde. Hier war die Glimmspanprobe auch negativ.
Das Reagenzglas mit Sand war ein Kontrollversuch ohne Katalysator (Negativkontrolle). Nun fragt man sich vielleicht, weshalb die gekochten Kartoffelstreifen anders auf das H2O2 reagiert hatten als die rohen Kartoffeln. Die Antwort darauf ist einfach: Gekochte Kartoffeln haben eine niedrigere Enzymaktivität, da das Kochen Enzyme inaktivieren (denaturieren) kann. Daher reagiert eine gekochte Kartoffel weniger intensiv mit Wasserstoffperoxid als eine rohe Kartoffel.
Anhand der Erkenntnisse, die uns dieser Versuch gebracht hat, können wir nun auch die Frage beantworten:
Ja, viele Lebewesen verfügen über Substanzen, die in der Lage sind, Wasserstoffperoxid unschädlich zu machen. Eine dieser Substanzen ist das Enzym Katalase, das in vielen Zellen von Tieren, Pflanzen und Mikroorganismen vorkommt. Katalase katalysiert die Spaltung von H2O2 in Wasser und Sauerstoff, wodurch es unschädlich gemacht wird und keinen Schaden an der Zelle anrichten kann.
Hoffentlich konntet Ihr durch diesen Artikel ein bisschen mehr über das Enzym Katalase und seine Funktion im Zusammenhang mit Wasserstoffperoxid erfahren.
(Anna, Marleen, Weda, Klasse 11a)
