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Die Umsatzfrequenz (engl. turnover number, TON) gibt die Anzahl der Umsetzungen an, die jedes aktive Zentrum eines Enzyms pro Zeiteinheit katalysiert. Sie ist also definiert als die maximale Rate der Reaktion dividiert durch die Konzentration der aktiven Zentren. Für die meisten Enzyme liegt die Umsatzfrequenz zwischen 1 und 10^(-4) 1/s. Antibiotika-resistente Bakterien besitzen das Enzym Penicillinase, das den Abbau des Antibiotikums katalysiert. Die molekulare Masse der Penicillinase ist 30 000 g/mol. Die Umsatzfrequenz des Enzyms ist 2000 1/s (bei 28°C). Wenn bei 28°C 6.4 μg Penicillinase innerhalb von 20 Sekunden den Abbau von 3.11 mg Amoxicillin (ein Aminopenicillin mit einer molekularen Masse von 364 g/mol) katalysieren, wie viele aktive Zentren besitzt dann das Enzym?

Die Umsatzfrequenz "TON" ist definert als

\[ k_{cat} = \frac{v_{max}}{ [E]_0 } = 2000 \ s^{-1} \]

Substrat- (A) und Enzymkonzentration (E):

\[ [E]_0 = \frac{m}{M \cdot V} = 2,13 \cdot 10^{-6} \ \frac{mol}{L} \]

\[ [A] = \frac{m}{M \cdot V} = 8,54 \cdot 10^{-6} \ \frac{mol}{L} \]

Wie gelange ich zur Zahl aktiver Zentren? Blicke da nicht mehr durch.