Cơ thể con người được gọi là nhà máy sinh hóa hoàn toàn vô ích. Sau khi tất cả, từng phút của nó xảy ra hàng ngàn, hàng trăm ngàn oxy hóa, sự phân tách, phục hồi và phản ứng khác. Cho phép họ tiến hành với một tốc độ tuyệt vời, cung cấp cho mỗi tế bào năng lượng, lương thực và oxy?
Khái niệm về chất xúc tác
Cả hai hóa chất vô cơ và hữu cơ được sử dụng rộng rãi chất đặc biệt có khả năng tăng tốc phản ứng hóa học trong hàng ngàn, và đôi khi hàng triệu lần. Tên của các hợp chất này - "chất xúc tác". Trong hóa học vô cơ là oxit kim loại, bạch kim, bạc, niken và những người khác.
hành động chính của họ - sự hình thành của phức tạm thời với phản ứng của những người tham gia, bằng cách hạ thấp năng lượng hoạt hóa của quá trình này được thực hiện nhanh hơn nhiều lần. Sau đó, khu phức hợp phân hủy và phạm vi có thể được suy ra từ các chất xúc tác trong thành phần định tính và định lượng giống như trước khi bắt đầu quá trình.
Có hai lựa chọn cho các phản ứng xúc tác:
- đồng nhất - chân ga và những người tham gia trong cùng một trạng thái tập hợp;
- không đồng nhất - tăng tốc và những người tham gia ở các bang khác nhau, có giao diện.
Bên cạnh đó, có những tác động đối nghịch của các hợp chất - chất ức chế. Họ là nhằm mục đích làm chậm các phản ứng cần thiết. Ví dụ, họ có thể làm giảm số lượng thời gian về sự hình thành của ăn mòn.
chất xúc tác sinh học vốn đã khác nhau từ các chất vô cơ, và các thuộc tính của cụ thể của họ hơn. Do đó, trong các hệ thống sống xúc tác khác.
Enzyme - đó là những gì?
Người ta đã chứng minh rằng nếu ảnh hưởng của các chất đặc biệt mà tăng tốc quy trình nhất định không được thực hiện trong hệ thống sống, nó thường là một quả táo trong dạ dày sẽ được tiêu hóa trong khoảng hai ngày. Đối với số tiền mà thời gian sẽ bắt đầu quá trình phân hủy và thối rữa say thực phẩm. Tuy nhiên, điều này không xảy ra, và quả là hoàn toàn xử lý đã và giờ rưỡi. Tập thể dục là chất xúc tác sinh học, đó là dồi dào hiện diện trong thành phần của mỗi sinh vật. Nhưng những gì họ đang có và những hành động như vậy là dựa?
chất xúc tác sinh học của thiên nhiên protein - là các enzym. cơ sở của họ - các tổ chức cấu trúc phức tạp, sở hữu một số tài sản cụ thể. Đơn giản chỉ cần đặt, protein độc đáo này có khả năng làm giảm năng lượng hoạt hóa các quá trình trong cơ thể sống và thực hiện chúng với tốc độ vượt quá các giá trị thông thường của một vài triệu lần.
Có rất nhiều ví dụ về các phân tử như:
- catalase;
- amylase;
- oxidoreductases;
- glucose oxidase;
- lipase;
- invertase;
- lysozyme;
- protease và những người khác.
Do đó, chúng ta có thể kết luận rằng các enzym - chất xúc tác sinh học có tính chất protein, mà hành động tăng tốc mạnh mẽ, cho phép hàng ngàn các quá trình trong cơ thể sống với một tốc độ rất cao. hành động của họ được dựa trên quá trình tiêu hóa, quá trình oxy hóa, giảm.
Tương đồng và các chất xúc tác vô cơ protein
Các enzym như chất xúc tác sinh học có một số đặc tính tương tự như các chất vô cơ. Đối với những bao gồm:
- Nhiệt động lực học chỉ có thể tăng tốc độ phản ứng.
- Nó không ảnh hưởng đến sự thay đổi của trạng thái cân bằng hóa học trong các hệ thống cân bằng và tốc độ như nhau cả về phía trước và ngược lại.
- Kết quả là, trong phản ứng là sản phẩm duy nhất, chất xúc tác không phải là trong số đó.
Tuy nhiên, ngoài sự giống nhau, cũng có những tính năng của các enzym.
Sự khác biệt tuỳ theo tính chất
chất xúc tác sinh học có một số tính năng cụ thể:
- Các mức độ cao của tính chọn lọc. Có nghĩa là mật protein có khả năng kích hoạt một phản ứng duy nhất hoặc một nhóm tương tự cụ thể. Thông thường các công trình Đề án "enzyme - cơ chất là một quá trình."
- Mức độ rất cao của các hoạt động, bởi vì một số loại protein có khả năng đẩy nhanh tiến độ hàng triệu phản ứng lần.
- Enzyme phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện môi trường. Đang hoạt động chỉ trong một phạm vi nhiệt độ nhất định. Nó cũng bị ảnh hưởng mạnh bởi độ pH. Có một đường cong cho thấy giá trị tối thiểu, tỷ lệ tối đa và tối ưu cho mỗi enzyme.
- Có các hợp chất đặc biệt gọi là effectors, có khả năng ức chế bản chất sinh học của chất xúc tác hoặc ngược lại, có một ảnh hưởng tích cực đối với họ.
- Các bề mặt mà trên đó các enzyme hoạt động, nên chặt chẽ cụ thể. Có một lý thuyết, được gọi là chìa khóa và khóa. Cô mô tả cơ chế enzym hoạt động trên bề mặt. Các chất xúc tác, như một chìa khóa, được nhúng vào trong chất nền để trang web hoạt động của mình, và phản ứng được khởi xướng.
- Sau khi quá trình enzyme được một phần hoặc hoàn toàn bị phá hủy.
Như vậy, rõ ràng là giá trị là chất xúc tác protein vô cùng lớn đối với sinh vật sống. Tuy nhiên, hành động của họ là tuân theo quy tắc nhất định và môi trường hạn chế.
Nghiên cứu về xúc tác ở trường
Là một phần của chương trình giảng dạy nghiên cứu như là chất xúc tác trong hóa học và sinh học. bài học Hóa học họ đang nghiên cứu về vật liệu sử dụng cho quá trình tổng hợp công nghiệp, để nhận được một loạt các sản phẩm. chất xúc tác sinh học được coi là trong lớp sinh học. Lớp 9 liên quan đến việc nghiên cứu về sinh học và hóa sinh cơ bản phân tử. Do đó, ở đây trình độ học vấn , sinh viên có được kiến thức cơ bản về cách enzyme của hoạt chất trong cơ thể sinh vật sống.
Tại những bài học đã tiến hành thí nghiệm xác nhận hoạt động hóa học của các chất này ở nhiệt độ và độ pH dao động cụ thể:
- nghiên cứu về tác động của hydrogen peroxide là chất xúc tác cho cà rốt thô và đun sôi;
- tác động đến thịt [xử lý nhiệt và thô], khoai tây và các sản phẩm khác.
Các enzym trong cơ thể con người
Mỗi sinh viên, người tham gia và hình thành đầy đủ hình thành liên kết dòng trung bình biết cách gọi các chất xúc tác sinh học. Các enzyme trong cơ thể là chuyên môn cụ thể chặt chẽ. Do đó chúng ta có thể đặt tên cho đại lý Catalyzing cho mỗi quá trình.
Vì vậy, tất cả các enzyme của cơ thể có thể được chia thành nhiều nhóm:
- oxidoreductase, ví dụ, catalase hoặc alcohol dehydrogenase;
- transferase - Kenaz;
- hydrolases quan trọng cho quá trình tiêu hóa: pepsin, amylase, lipase lipoprotein, esterase và tương đương;
- ligase, ví dụ, một DNA polymerase;
- isomerase;
- lyase.
Vì tất cả các hợp chất này là chất đạm trong tự nhiên, cũng như một phức hợp các vitamin trong thành phần, cơn sốt đang đầy biến tính cấu trúc, và do đó, việc chấm dứt của tất cả các phản ứng sinh hóa. Trong trường hợp này, cơ thể gần với cái chết. Do đó, nhiệt độ cơ thể cao là cần thiết để mang lại xuống khi trẻ bị ốm.
Việc sử dụng các chất xúc tác protein trong ngành công nghiệp
Thông thường, các enzym được sử dụng trong khác nhau các ngành công nghiệp :
- hóa học;
- dệt may;
- thực phẩm.
Trên kệ bạn có thể thấy chất tẩy rửa và chất tẩy rửa có hàm lượng enzyme - đây là các enzym mà nâng cao chất lượng rửa giặt ủi.
chất xúc tác sinh học là gì?
Đánh giá quá cao giá trị của họ là khó khăn. Sau khi tất cả, họ không chỉ cho phép các sinh vật sống để sống, thở, ăn, tập thể dục trao đổi chất, mà còn cung cấp cho chúng tôi cơ hội để tiêu diệt các chất thải công nghiệp, tiếp nhận thuốc để bảo vệ và giữ gìn sức khỏe của họ và môi trường.
Một chất xúc tác sinh học o chất sinh học là một phân tử, thường có nguồn gốc protein, có khả năng tăng tốc các phản ứng hóa học xảy ra bên trong cơ thể sống. Các phân tử protein xúc tác là các enzyme và những chất có bản chất RNA là ribozyme. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ tập trung vào khám phá các enzyme, là chất xúc tác sinh học được biết đến nhiều nhất.
Trong trường hợp không có enzyme, số lượng lớn các phản ứng diễn ra trong tế bào và cho phép sự sống, không thể xảy ra. Chúng có trách nhiệm đẩy nhanh quá trình theo thứ tự cường độ gần 106 - và trong một số trường hợp lớn hơn nhiều.
Chỉ số
- 1 Xúc tác
- 2 enzyme
- 2.1 Enzim là gì?
- 2.2 Đặc điểm của enzyme
- 2.3 Danh pháp và phân loại enzyme
- 2.4 Enzim hoạt động như thế nào?
- 2.5 Thuốc ức chế men
- 2.6 ví dụ
- 3 Sự khác biệt giữa chất xúc tác sinh học [enzyme] và chất xúc tác hóa học
- 3.1 Phản ứng được xúc tác bởi enzyme xảy ra nhanh hơn
- 3.2 Hầu hết các enzyme hoạt động ở điều kiện sinh lý
- 3.3 Tính đặc hiệu
- 3.4 Quy định enzyme là chính xác
- 4 tài liệu tham khảo
Xúc tác
Chất xúc tác là một phân tử có khả năng thay đổi tốc độ của phản ứng hóa học mà không bị tiêu hao trong phản ứng nói trên.
Phản ứng hóa học liên quan đến năng lượng: các phân tử ban đầu liên quan đến phản ứng hoặc chất phản ứng bắt đầu với một mức độ năng lượng. Một lượng năng lượng bổ sung được hấp thụ để đạt đến "trạng thái chuyển tiếp". Sau đó, năng lượng được giải phóng với các sản phẩm.
Sự khác biệt năng lượng giữa các chất phản ứng và các sản phẩm được biểu thị bằng ΔG. Nếu mức năng lượng của các sản phẩm lớn hơn các chất phản ứng, thì phản ứng là nội sinh và không tự phát. Ngược lại, nếu năng lượng của các sản phẩm thấp hơn, phản ứng là ngoại sinh và tự phát.
Tuy nhiên, nếu một phản ứng là tự phát, điều đó không có nghĩa là nó sẽ xảy ra với tốc độ đáng kể. Tốc độ của phản ứng phụ thuộc vào ΔG * [dấu hoa thị đề cập đến năng lượng kích hoạt].
Người đọc phải ghi nhớ các khái niệm này để hiểu cách thức hoạt động của các enzyme xảy ra.
Enzyme
Enzim là gì?
Enzyme là các phân tử sinh học có độ phức tạp đáng kinh ngạc, bao gồm chủ yếu là protein. Protein, lần lượt, là chuỗi axit amin dài.
Một trong những đặc điểm nổi bật nhất của enzyme là tính đặc hiệu của chúng trong phân tử đích - phân tử này được gọi là cơ chất.
Đặc điểm của enzyme
Enzyme tồn tại dưới nhiều hình thức. Một số được cấu tạo hoàn toàn từ protein, trong khi một số khác có các vùng phi protein gọi là cofactors [kim loại, ion, phân tử hữu cơ, v.v.].
Do đó, apoenzyme là một enzyme không có đồng yếu tố của nó và sự kết hợp giữa apoenzyme và đồng yếu tố của nó được gọi là holoenzyme.
Chúng là các phân tử có kích thước lớn đáng kể. Tuy nhiên, chỉ có một vị trí nhỏ của enzyme tham gia trực tiếp vào phản ứng với cơ chất và vùng này là vị trí hoạt động.
Khi phản ứng bắt đầu, enzyme được ghép với cơ chất của nó như là một khóa được ghép với khóa của nó [mô hình này là sự đơn giản hóa quá trình sinh học thực tế, nhưng phục vụ để minh họa quá trình].
Tất cả các phản ứng hóa học xảy ra trong cơ thể chúng ta đều được xúc tác bởi các enzyme. Trên thực tế, nếu các phân tử này không tồn tại, chúng ta sẽ phải chờ hàng trăm hoặc hàng ngàn năm để các phản ứng hoàn tất. Do đó, quy định về hoạt động của enzyme phải được kiểm soát một cách rất cụ thể.
Danh pháp và phân loại enzyme
Khi chúng ta thấy một phân tử có tên kết thúc bằng -ase, chúng ta có thể chắc chắn rằng đó là một enzyme [mặc dù có những ngoại lệ cho quy tắc này, chẳng hạn như trypsin]. Đây là quy ước để chỉ định tên của các enzyme.
Có sáu loại enzyme cơ bản: oxyoreductase, transferase, hydrolase, lyase, isomeraes và ligase; chịu trách nhiệm: phản ứng oxi hóa khử, chuyển nguyên tử, thủy phân, bổ sung liên kết đôi, đồng phân hóa và liên kết của các phân tử, tương ứng.
Enzim hoạt động như thế nào?
Trong phần xúc tác, chúng tôi đã đề cập rằng tốc độ của phản ứng phụ thuộc vào giá trị của G *. Giá trị này càng cao, phản ứng càng chậm và chậm. Enzim chịu trách nhiệm giảm tham số đã nói - do đó làm tăng tốc độ phản ứng.
Sự khác biệt giữa các sản phẩm và các chất phản ứng vẫn giống hệt nhau [enzyme không ảnh hưởng đến nó], cũng như sự phân phối của cùng một. Enzim tạo điều kiện cho sự hình thành trạng thái chuyển tiếp.
Ức chế enzyme
Trong bối cảnh nghiên cứu về enzyme, chất ức chế là những chất có khả năng làm giảm hoạt động của chất xúc tác. Chúng được phân thành hai loại: chất ức chế cạnh tranh và không cạnh tranh. Những loại đầu tiên cạnh tranh với chất nền và những loại khác thì không.
Nói chung, quá trình ức chế là có thể đảo ngược, mặc dù một số chất ức chế có thể vẫn được kết hợp với enzyme gần như vĩnh viễn.
Ví dụ
Có một lượng lớn enzyme trong các tế bào của chúng ta - và trong các tế bào của tất cả các sinh vật sống. Tuy nhiên, nổi tiếng nhất là những người tham gia vào quá trình trao đổi chất như glycolysis, chu trình Krebs, chuỗi vận chuyển điện tử, trong số những người khác..
Succinate dehydrogenase là một loại enzyme oxyoreductase xúc tác quá trình oxy hóa succinate. Trong trường hợp này, phản ứng liên quan đến việc mất hai nguyên tử hydro.
Sự khác biệt giữa chất xúc tác sinh học [enzyme] và chất xúc tác hóa học
Có những chất xúc tác có bản chất hóa học, giống như chất sinh học, làm tăng tốc độ phản ứng. Tuy nhiên, có sự khác biệt đáng chú ý giữa cả hai loại phân tử.
Phản ứng xúc tác enzyme xảy ra nhanh hơn
Đầu tiên, các enzyme quản lý để tăng tốc độ của các phản ứng theo thứ tự cường độ gần bằng 106 lên đến 1012. Chất xúc tác hóa học cũng tăng tốc độ, nhưng chỉ một vài bậc độ lớn.
Hầu hết các enzyme hoạt động ở điều kiện sinh lý
Khi các phản ứng sinh học được thực hiện bên trong cơ thể sống, điều kiện tối ưu của chúng bao quanh các giá trị sinh lý của nhiệt độ và pH. Mặt khác, các nhà hóa học cần các điều kiện quyết liệt về nhiệt độ, áp suất và độ axit.
Tính đặc hiệu
Enzyme rất cụ thể trong các phản ứng mà chúng xúc tác. Trong hầu hết các trường hợp, chúng chỉ hoạt động với một chất nền hoặc với một số ít. Tính đặc hiệu cũng áp dụng cho loại sản phẩm họ sản xuất. Phạm vi cơ chất của các chất xúc tác hóa học rộng hơn nhiều.
Các lực xác định tính đặc hiệu của sự tương tác giữa enzyme và cơ chất của nó là giống nhau quyết định cấu tạo của cùng một protein [tương tác Van der Waals, tĩnh điện, liên kết hydro và kỵ nước].
Các quy định enzyme là chính xác
Cuối cùng, các enzyme có khả năng điều tiết lớn hơn và hoạt động của các chất này thay đổi tùy theo nồng độ của các chất khác nhau trong tế bào.
Trong số các cơ chế điều hòa, chúng tôi tìm thấy sự kiểm soát allosteric, sự biến đổi cộng hóa trị của các enzyme và sự thay đổi số lượng enzyme được tổng hợp.
Tài liệu tham khảo
- Berg, J. M., Stasher, L., & Tymoczko, J. L. [2007]. Hóa sinh. Tôi đã đảo ngược.
- Campbell, M. K., & Farrell, S. O. [2011]. Hóa sinh Phiên bản thứ sáu. Thomson. Brooks / Cole.
- Devlin, T. M. [2011]. Sách giáo khoa hóa sinh. John Wiley & Sons.
- Koolman, J., & Röhm, K. H. [2005]. Hóa sinh: văn bản và tập bản đồ. Ed. Panamericana Y tế.
- Mougios, V. [2006]. Bài tập hóa sinh. Động học của con người.
- Müller-Esterl, W. [2008]. Hóa sinh Nguyên tắc cơ bản cho y học và khoa học đời sống. Tôi đã đảo ngược.
- Poortmans, J.R. [2004]. Nguyên tắc hóa sinh. Karger.
- Voet, D., & Voet, J. G. [2006]. Hóa sinh. Ed. Panamericana Y tế.