Enzyme in Analytik, Diagnostik und Therapie

Zusammenfassung

In ► Kap. 7 und 8 wurden die molekularen und funktionellen Grundlagen der Biokatalyse und die Regulation der Enzymaktivität besprochen. Die Fähigkeit der Enzyme, Substrate selektiv zu erkennen, an spezifische Bindungsstellen hochaffin zu binden und mit großer katalytischer Wirksamkeit zu einem von mehreren möglichen Reaktionsprodukten umzusetzen, begründet ihre Bedeutung für die moderne medizinische Forschung, Diagnostik und Therapie. Eine Reihe von Krankheiten beruht auf dem Fehlen, einer veränderten Expression oder veränderten Eigenschaften von Enzymen und geht mit einem veränderten Vorkommen von Enzymen und Metaboliten in biologischen Flüssigkeiten einher. Der Nachweis und die Messung der Aktivität von Enzymen sowie die Bestimmung von Metabolitkonzentrationen mithilfe von Enzymen stellen daher eine wichtige Grundlage der klinisch-chemischen Laboratoriumsdiagnostik dar. Die Kenntnis der Raumstruktur vieler Enzyme und ihrer Substrate hat zu einer strukturbasierten Entwicklung hochwirksamer und nebenwirkungsarmer Therapeutika geführt. Strukturbasierte und evolutionäre Methoden des Protein-Designs ermöglichen darüber hinaus eine Optimierung der physikochemischen und katalytischen Eigenschaften von Enzymen sowie die Entwicklung neuer, in der Natur nicht vorkommender Enzyme, die für die Herstellung von Medikamenten und den Einsatz in Biosensoren genutzt werden.