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Lexikon der Biologie: Multienzymkomplexe

Multienzymkomplexe, aus 2 oder mehreren strukturell und funktionell verschiedenen Enzymen durch kovalente oder nicht-kovalente Aneinanderlagerung aufgebaute, hochmolekulare Komplexe, an denen mehrere Reaktionsschritte einer Stoffwechselkette (Biosynthesewege) nach dem „Fließbandprinzip“, d.h. ohne Ablösung der umgesetzten Substrate nach jeder Reaktion (mit Ausnahme der letzten Reaktion), ablaufen können. Dadurch brauchen die Zwischenstufen einer Reaktionskette nicht in einer bestimmten Mindest-Konzentration vorzuliegen, um durch Diffusion die Enzym-Substrat-Bindung in zeitlich vertretbarer Abfolge zu sichern. Es reicht so für jedes Teilenzym ein einzelnes Substratmolekül. Multienzymkomplexe sichern nicht nur die Reaktionsabfolge, sondern verbessern auch sehr wirksam die Ökonomie der Zelle. Viele eukaryotische Multienzymkomplexe sind multifunktionelle Proteine, in denen verschiedene Enzyme in einer einzigen Polypeptidkette kovalent verknüpft sind, was zu einer verbesserten Stabilität im Vergleich zu den nicht-kovalent verknüpften Komplexen führt. Die Synthese der einzelnen Enzyme verläuft koodiniert. Derartige multifunktionelle Enzymkomplexe sind vermutlich durch Exonmischung (Exon) entstanden. Besonders gut untersuchte Beispiele sind der Fettsäure-Synthetase-Komplex, der aus 7 verschiedenen Enzymen und dem Acyl-Carrier-Protein besteht (Fettsäuren [Abb.]), und der aus 3 Teilenzymen aufgebaute Pyruvat-Dehydrogenase-Komplex (Pyruvat-Dehydrogenase). Adenosintriphosphatasen, assembly, Atmungskette, biologische Oszillationen, Enzyme (Abb.), Nitrogenase, Ribosomen, Selbstorganisation.

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