Afbeelding bekijken
Enzymen, veelzijdige eiwitten
Zonder enzymen verlopen stofwisselingsprocessen heel traag. De enzymen in het menselijk lichaam werken optimaal bij 37 °C. Maar er zijn organismen, zogenaamde extremofielen die enzymen bezitten die bij extreme temperaturen werken. Enzymen zijn natuurlijke katalysatoren. Ook de chemische industrie maakt gebruik van katalysatoren om reacties efficiënt te versnellen, maar aan die katalysatoren kleven bezwaren: ze zijn te duur en om ze te maken zijn zeldzame metalen nodig. Wetenschappers onderzoeken hoe zij natuurlijke katalysatoren, enzymen, kunnen ontwikkelen waardoor chemische processen efficiënter verlopen.
Opdrachten:
1 Bekijk de video ‘Extremofielen’.
a Onder welke drie bizarre omstandigheden kunnen extremofielen overleven?
b In Binas 78 zie je de indeling van organismen in vier Rijken. De video laat een andere indeling zien, niet in rijken maar in domeinen. In welke drie domeinen komen extremofielen voor?
c Waardoor is het heel bijzonder dat organismen een temperatuur boven de 80 °C overleven?
d Teken een lijndiagram waarin je het verband laat zien tussen de temperatuur en de snelheid van de werking van een enzym onder normale omstandigheden.
e Beerdiertjes overleven de meest barre omstandigheden. Hoe past een beerdiertje zich aan de extreme omstandigheden in de ruimte aan?
f Voor welke drie aardse problemen kunnen extremofielen in de toekomst wellicht een oplossing bieden?
g Licht toe welke schade door zonnebrand een nieuw te ontwikkelen enzym kan herstellen?
2 Lees het artikel ‘Nieuwe bouwsteen maakt van een gewoon eiwit een katalysator’.
a Wat zijn de bouwstenen van enzymen?
b Welk molecuul in de kern bevat de bouwinstructie van een enzym?
c Noteer drie voordelen van het gebruik van enzymen als katalysator in de chemische industrie.
d Waardoor kan de chemische industrie niet eenvoudig overgaan op het gebruik van in de natuur voorkomende enzymen?
e Binas 67H1 Hoeveel verschillende bouwstenen zijn er voor de opbouw van enzymen in de natuur?
f Hoe kunnen onderzoekers de eigenschappen van een enzym veranderen?
g Welke aanpassingen hebben enzymen in de loop van de evolutie ondergaan om meer verschillende reacties te kunnen versnellen?
h Licht toe waarom Roelfes niet een bestaand enzym wil ombouwen tot een nieuw enzym.
i Op welke wijze wil Roelfes nieuwe enzymen ontwikkelen?
Bronnen
National Geographic: ‘Extremofielen’
Nemo Kennislink: ‘Combinatie van niet-natuurlijk aminozuur en bestaand eiwit levert nieuw enzym’
Meer weten?
Robeco: ‘Superenzym eet plastic’
Wil je meer weten over onze biologie methode Nectar?
Naar websiteMeer informatie over dit onderwerp kun je vinden in Nectar 4 havo H6 Voeding, vertering en gezondheid en Nectar 5 vwo H10 Voeding en vertering