Hauptunterschied – Lyases vs. Ligases

Lyasen und Ligasen sind Enzymtypen, die bestimmte biochemische Reaktionen katalysieren können. Lyasen katalysieren Reaktionen, die einen Bindungsbruch beinhalten. Lyasen werden auch genannt Synthasen. Ligasen sind an der Katalyse einiger biochemischer Reaktionen beteiligt, die zur Bindungsbildung führen. Ligasen werden auch Synthetasen genannt. Es gibt einen signifikanten Unterschied zwischen Lyasen und Ligasen aufgrund ihrer Funktionen in biologischen Systemen. Der Hauptunterschied zwischen Lyasen und Ligasen besteht darin, dass Lyasen brechen chemische Bindungen, um neue Verbindungen zu bilden, während Ligasen chemische Bindungen eingehen, um verschiedene Verbindungen zu kombinieren.

Abgedeckte Schlüsselbereiche

1. Was sind Lyasen? – Definition, Eigenschaften und Funktionen 2. Was sind Ligasen? – Definition, Eigenschaften und Funktionen 3. Was ist der Unterschied zwischen Lyasen und Ligasen? – Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Enzyme, Katalysatoren, Ligasen, Lyasen, Synthasen, Synthetasen

Was sind Lyasen?

Lyasen sind Enzyme, die bindungsbrechende Reaktionen katalysieren. Daher katalysiert eine Lyase die Spaltung eines bestimmten Moleküls. Der Bindungsbruch erfolgt in Form einer Eliminierungsreaktion. Daher weist das resultierende Produkt aufgrund der Eliminierung von Atomen eine Doppelbindung auf. Dieser Bindungsbruch erfolgt jedoch nicht durch Hydrolyse oder Oxidation.

Da es sich um eine Eliminierungsreaktion handelt, ist nur ein Substrat als Reaktionspartner an der Reaktion beteiligt. Als Endprodukte werden zwei Moleküle angegeben. Ein Molekül ist das Substrat mit der Doppelbindung. Das andere ist das eliminierte Molekül. Bei dieser Art von Reaktionen ist auch die Rückreaktion möglich. Für die Rückreaktion benötigen Lyasen jedoch zwei Reaktionspartner – das Molekül mit der Doppelbindung und das kleine Molekül, das an die Doppelbindung angehängt wird.

Durch Lyasen katalysierte Reaktionen werden häufig in der Glykolyse und im Krebs-Zyklus gefunden. Beispielsweise bilden Lyasen bei der Glykolyse Glyceraldehyd-3-phosphat (GAP) und Dihydroxyacetonphosphat (DHAP) aus Fructose-1,6-bisphosphat (F1,6-BP).

Abbildung 1: Verwendung von Lyase-Enzym bei der Glykolyse

Ein Mangel an Lyasen verursacht eine Krankheit in unserem Körper. Dies wird als Lyase-Mangel-Störung bezeichnet. Es handelt sich jedoch um eine seltene Erbkrankheit. Diese Störung hindert unseren Körper daran, die Aminosäure Leucin zu verarbeiten.

Was sind Ligasen?

Ligasen sind eine Klasse von Enzymen, die an der Katalyse von Bindungsbildungsreaktionen beteiligt sind. Daher katalysieren diese Enzyme die Bildung von Verbindungen, die größer sind als ihr Ausgangsmaterial oder andere Verbindungen. Die Reaktionen erfolgen durch Hydrolyse einer kleinen Gruppe zu einer großen Gruppe oder durch die Kombination zweier unterschiedlicher Moleküle.

Ligasen werden manchmal genannt Synthetasen. Dies liegt daran, dass Ligasen verwendet werden, um neue Moleküle zu produzieren. Es gibt etwa 50 verschiedene Enzyme in dieser Klasse. Die durch Ligasen katalysierten Reaktionen erfordern chemische Energie von Adenosintriphosphat (ATP)-Molekülen. Hier wird das ATP in ADP (Adenosindiphosphat) umgewandelt.

Abbildung 2: Die Ligation von DNA-Fragmenten wird durch das DNA-Ligase-Enzym katalysiert

Zum Beispiel ist das DNA-Ligase-Enzym in der Lage, die Brüche in DNA-Molekülen zu schließen. Im DNA-Replikationsprozess sind DNA-Ligasen nützlich, um die komplementären DNA-Fragmente zu verbinden. Aus diesem Grund werden Ligasen manchmal als molekularer Kleber bezeichnet.

Unterschied zwischen Lyasen und Ligasen

Definition

Lyasen: Lyasen sind Enzyme, die Bindungsbruchreaktionen katalysieren.

Ligasen: Ligasen sind eine Klasse von Enzymen, die an der Katalyse von Bindungsbildungsreaktionen beteiligt sind.

Wirkung auf chemische Bindungen

Lyasen: Lyasen bewirken die Bildung von Doppelbindungen.

Ligasen: Ligasen bewirken die Bildung chemischer Bindungen.

Reaktionstyp

Lyasen: Lyasen sind an Eliminationsreaktionen beteiligt.

Ligasen: Ligasen sind an Hydrolysereaktionen beteiligt.

Reaktanten

Lyasen: Lyasen wirken pro Reaktion auf ein einziges Substrat.

Ligasen: Ligasen wirken pro Reaktion auf zwei Substrate oder Reaktanten.

Anwendungen

Lyasen: Lyasen sind bei der Glykolyse nützlich.

Ligasen: Ligasen sind wichtig bei der DNA-Replikation.

Abschluss

Lyasen und Ligasen sind Enzyme, die an der Katalyse biochemischer Reaktionen beteiligt sind. Lyasen und Ligasen unterscheiden sich entsprechend ihrer Funktionen in biologischen Systemen. Der Hauptunterschied zwischen Lyasen und Ligasen besteht darin, dass Lyasen chemische Bindungen aufbrechen, um neue Verbindungen zu bilden, während Ligasen chemische Bindungen eingehen, um verschiedene Verbindungen zu kombinieren.

Verweise:

1. „Ligase“. Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 12. August 2010, hier verfügbar. Aufgerufen am 13. Sept. 2017.2. "Ligase." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 11. September 2017, hier verfügbar. Aufgerufen am 13. September 2017.3. "Lyasen." Lyasen – eine Übersicht | ScienceDirect-Themen, hier verfügbar. Zugriff am 13. September 2017.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. „Lyaseexample“ von Melowdeeh bei English Wikibooks – Von en.wikibooks auf Commons übertragen. (Public Domain) über Commons Wikimedia2. „Ligation“ von Madprime – Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia