Как се наричат ​​биологични катализатори? Ензимите като биологични катализатори

Човешкото тяло се нарича биохимично растение по основателна причина. След всяка минута се появяват хиляди, десетки и стотици хиляди процеси на окисляване, разцепване, редукция и други реакции. Какво им позволява да текат такава огромна скорост, осигурявайки на всяка клетка енергия, храна и кислород?

Понятието катализатори

И в неорганичната, и в органичната химия много широко се използват специални вещества, които могат да ускорят хода на химичните реакции от няколко хиляди, а понякога милиони пъти. Името на тези съединения е "катализатори". В Неорганичната химия е метални оксиди, платина, сребро, никел и др.

Основното им действие е формирането на времеви комплекси с участниците в реакцията, като се намалява активационната енергия, процесът е няколко пъти по-бърз. След това комплексът се разпада и катализаторът може да бъде изтеглен от сферата в същия количествен и качествен състав, както преди началото на процеса.

Има два варианта на каталитични реакции:

• Хомогенна - ускорител и участници в едно общо състояние;
• хетерогенни - ускорители и участници в различни държави, е интерфейсът на фазите.

В допълнение, има и противоположни съединения - инхибитори. Те са насочени към забавяне на необходимите реакции. Така например, те позволяват да се намали времето за образуване на корозия.

Биологичните катализатори са по своята същност различни от неорганичните и техните свойства са донякъде специфични. Следователно, в живите системи, катализът е различен.

Ензими - какво е това?

Доказано е, че ако действието на специални вещества, ускоряващи посочените процеси, не се осъществи в живите системи, тогава обичайната ябълка в стомаха ще бъде усвоена за около два дни. За такъв период от време, процесите на разлагане и интоксикация с гниещи продукти ще започнат. Това обаче не се случва и плодът се обработва напълно в рамките на час и половина. Извършвайте тези биологични катализатори, които в големи количества присъстват в състава на всеки организъм. Но какви са те и какво е основанието за такова действие?

Биологичните катализатори с протеинова природа са ензими. Тяхната основа е сложна структурна организация с редица специфични свойства. Просто казано, това са уникални протеини, които могат да намалят активационната енергия на процесите в живите организми и да ги носят със скорост, надвишаваща обичайните стойности от няколко милиона пъти.

Има много примери за такива молекули:

• каталаза;
• амилаза;
• оксидоредуктази;
• глюкоза оксидаза;
• липаза;
• инвертаза;
• лизозим;
• протеаза и др.

По този начин можем да заключим, че ензимите са биологични катализатори с протеинова природа, които действат като силни ускорители, позволяващи хиляди процеси в живите организми да се извършват с много висока скорост. Тяхното действие се основава на храносмилането, окисляването, намаляването.

Сходства между неорганичните и протеиновите катализатори

Ензимите като биологични катализатори имат редица свойства, подобни на неорганичните. Те включват:

1. Повишават се само термодинамично възможните реакции.
2. Не оказвайте влияние върху отместването химическо равновесие в равновесни системи, но също така ускорява както прекия, така и обратния процес.
3. В резултат на това остават само продукти в сферата на реакцията, катализаторът не е включен в техния брой.

Въпреки това, освен сходството, съществуват и отличителни белези на ензимите.

Разлики в зависимост от природата

Биологичните катализатори имат няколко специфични характеристики:

1. Висока степен на селективност. Това означава, че един протеин може да активира само определена реакция или група от подобни. Най-често работи схемата "ензим-субстрат на един процес".
2. Изключително висока степен на активност, защото някои видовете протеини може да ускори реакцията милиони пъти.
3. Ензимите силно зависят от условията на околната среда. Те показват активност само в определен температурен диапазон. РН на средата също силно влияе. Има крива, показваща стойностите за минималния, максималния и оптималния за всеки ензим.
4. Съществуват специални съединения, наречени ефектори, които са в състояние да възпрепятстват природата на биологичните катализатори, или обратно, да имат положителен ефект върху тях.
5. Подложката, върху която работи ензимът, трябва да бъде строго специфична. Има теория, която носи името на ключ и ключалка. Тя описва механизъм на действие на ензима върху субстрата. Катализаторът, като ключ, се вгражда в субстрата чрез неговия активен център и реакцията започва.
6. След процеса ензимът е частично или напълно унищожен.

По този начин е очевидно, че важността на протеиновите катализатори е изключително висока за живите организми. Действията им обаче са предмет на определени правила и са ограничени до условията на околната среда.

Изследване на катализа в училище

В рамките на училищната програма катализаторите се изучават както в химията, така и в биологията. В уроците по химия те се изучават от гледна точка на веществата, които правят възможно извършването на промишлени синтези, за да се получи голям брой различни продукти. В уроците по биология се разглеждат биологични катализатори. Клас 9 предполага изследване на молекулярната биология и основите на биохимията. Ето защо е на това ниво на образование студентите и да придобият основните познания за ензимите като активни вещества в организмите на живите същества.

В уроците се провеждат експерименти, потвърждаващи химичната активност на тези вещества в определени температурни граници и рН на средата:

• проучване на ефекта на водороден прекис като катализатор на сурови и варени моркови;
• въздействие върху месото (термично обработено и сурово), картофи и други продукти.

Ензими в човешкото тяло

Всеки ученик, който е достатъчно образован и преминал линията на средното образование, знае какви биологични катализатори се наричат. Ензимите в тялото имат строго специфична специализация. Следователно, за всеки процес може да се посочи неговият катализиращ агент.

Така че, всички ензими на тялото могат да бъдат разделени на няколко групи:

• оксидоредуктаза, например, каталаза или алкохол дехидрогеназа;
• трансфераза-кеназа;
• хидролази, важни за храносмилането: пепсин, амилаза, липопротеинова липаза, естераза и други;
• лигази, например, ДНК-полимераза;
• изомераза;
• лиаза.

Тъй като всички тези съединения са протеини в природата, както и комплекс от витамини в състава, повишаване на телесната температура е изпълнено с денатуриране на структурата и следователно спиране на всички биохимични реакции. В този случай тялото е близо до смъртта. Поради това високата телесна температура трябва да бъде повредена по време на заболяване.

Използване на протеинови катализатори в промишлеността

Често ензимите се използват в различни промишленост:

• химически;
• текстил;
• храна.

На рафтовете на магазините можете да видите продукти за почистване и прахове за пране със съдържанието на ензими - това са ензимите, които подобряват качеството на измиване на дрехите.

Защо се нуждаем от биологични катализатори?

Да се ​​надценява тяхното значение е трудно. В крайна сметка те не само позволяват на живите организми да живеят, дишат, ядат, метаболизират, но също ни дават възможност да унищожим промишлени отпадъци, да получаваме лекарства, да опазваме и опазваме здравето и състоянието на околната среда.