/ Kādi ir bioloģiskie katalizatori? Fermenti kā bioloģiskie katalizatori

Kādi ir bioloģiskie katalizatori? Fermenti kā bioloģiskie katalizatori

Cilvēka organismu sauc par bioķīmiskofabrika pilnīgi veltīgi. Galu galā, katru minūti no tā, kas notiek tūkstošiem, simtiem tūkstošu oksidēšanās, šķelšanās, reģenerāciju un citas reakcijas. Tas ļauj viņiem rīkoties ar tik lielu ātrumu, nodrošinot katru šūnu ar enerģijas, pārtikas un skābekļa?

bioloģiskie katalizatori

Katalizatoru jēdziens

Gan neorganiskajā, gan organiskajā ķīmijātiek izmantotas ļoti īpašas vielas, kas dažos tūkstošos un dažreiz miljoniem reižu var paātrināt ķīmisko reakciju norisi. Šo savienojumu nosaukums ir "katalizatori". Neorganiskajā ķīmijā tie ir metāla oksīdi, platīns, sudrabs, niķelis un citi.

Viņu galvenā darbība ir pagaidu izveidekompleksi ar reakcijas dalībniekiem, pateicoties aktivācijas enerģijas pazemināšanai, process tiek veikts vairākas reizes ātrāk. Pēc tam komplekss sabrukjas, un katalizatoru var izņemt no sfēras tajā pašā kvantitatīvajā un kvalitatīvajā sastāvā, kāds bija pirms procesa sākuma.

Ir divi katalītisko reakciju varianti:

  • Vienveidīgs - paātrinātājs un dalībnieki vienā agregāta stāvoklī;
  • neviendabīgs - paātrinātājs un dalībnieki dažādās valstīs, ir fāžu saskarne.

Turklāt ir arī pretēja darbībasavienojumi ir inhibitori. Tie ir paredzēti, lai palēninātu nepieciešamās reakcijas. Tātad, piemēram, tie ļauj samazināt korozijas veidošanās laiku.

Bioloģiskie katalizatori pēc būtības atšķiras no neorganiskiem, un to īpašības ir nedaudz specifiskas. Tāpēc dzīvās sistēmās katalīze ir atšķirīga.

bioloģiskie katalizatori 9. klase

Fermenti - kas tas ir?

Ir pierādīts, ka, ja darbība ir īpašavielas, kas paātrina norādītos procesus, netika veiktas dzīvās sistēmās, tad parasto ābolu kuņģī varētu sagremot apmēram divas dienas. Šādā laika periodā sāksies sadalīšanās un intoksikācijas procesi ar pūšanas produktiem. Tomēr tas nenotiek, un augļi tiek pilnībā apstrādāti pusotras stundas laikā. Veiciet šos bioloģiskos katalizatorus, kas lielā daudzumā atrodas katra organisma sastāvā. Bet kādi tie ir un kāds ir šādas rīcības pamatā?

Bioloģiskie katalizatori ar olbaltumvielu dabu irenzīmi. To pamatā ir sarežģīta strukturāla organizācija ar vairākām specifiskām īpašībām. Vienkārši sakot, tie ir unikālas olbaltumvielas, kas var samazināt procesu aktivācijas enerģiju dzīvajos organismos un pārnest tos ar ātrumu, kas pārsniedz parastās vērtības vairākus miljonus reižu.

Ir daudz šādu molekulu piemēri:

  • katalāze;
  • amilāze;
  • oksidoreduktaze;
  • glikozes oksidāze;
  • lipāze;
  • invertāze;
  • lizocīms;
  • proteāzes un citi.

Tādējādi mēs varam secināt: Fermenti ir proteīna dabiskās bioloģiskās katalizatori, kas darbojas kā spēcīgi paātrinātāji, ļaujot ļoti dzīviem organismiem veikt tūkstošiem procesu. To darbība pamatojas uz gremošanu, oksidēšanu, samazināšanu.

fermentus kā bioloģiskos katalizatorus

Neorganisko un olbaltumvielu katalizatoru līdzības

Fermentiem kā bioloģiskiem katalizatoriem ir vairākas īpašības, kas līdzīgas neorganiskām. Tie ietver:

  1. Paātrina tikai termodinamiski iespējamās reakcijas.
  2. Neietekmē ķīmisko līdzsvara nobīdi līdzsvara sistēmu un to pašu ātrumu, gan uz priekšu un atpakaļgaitā.
  3. Tā rezultātā reakcijas sfērā paliek tikai produkti, katalizators nav iekļauts to skaitā.

Tomēr, papildus līdzībai, pastāv arī atšķirīgas fermentu īpašības.

Atšķirības atkarībā no dabas

Bioloģiskajiem katalizatoriem ir vairākas īpašas iezīmes:

  1. Augsta selektivitātes pakāpe. Tas nozīmē, ka viens proteīns spēj aktivizēt tikai noteiktu reakciju vai līdzīgu grupu. Visbiežāk strādā "vienas procesa" enzīmu-substrāts.
  2. Ļoti augsts aktivitātes līmenis, jo daži proteīnu veidi spēj paātrināt reakciju miljoniem reižu.
  3. Fermenti lielā mērā ir atkarīgi no vides apstākļiem. Viņi parāda aktivitāti tikai noteiktā temperatūras diapazonā. Vielas pH arī stipri ietekmē. Ir līkne, kas parāda katra fermenta minimālās, maksimālās un optimālās vērtības.
  4. Ir īpaši savienojumi, saukti par effektoriem, kuri spēj kavēt bioloģisko katalizatoru dabu vai, gluži pretēji, tiem ir pozitīva ietekme.
  5. Substrāts, uz kura darbojas šis ferments, ir jābūtjābūt stingri specifiskam. Pastāv teorija, kas satur atslēgas nosaukumu un atslēgu. Tas apraksta fermenta darbības mehānismu uz substrāta. Katalizators, tāpat kā atslēga, ir iebūvēts substrātā tā aktīvajā centrā, un reakcija sākas.
  6. Pēc procesa fermentu daļēji vai pilnīgi iznīcina.

Tādējādi ir skaidrs, ka olbaltumvielu katalizatoru nozīme dzīvniekiem ir ārkārtīgi augsta. Tomēr viņu rīcībai ir jāatbilst noteiktiem noteikumiem un jāierobežo ar vides apstākļiem.

fermentu bioloģiskie katalizatori ar olbaltumvielu dabu

Katalīzes izpēte skolā

Skolas programmas ietvaros katalizatoritiek apgūti gan ķīmijā, gan bioloģijā. Ķīmijas stundās tās tiek pētītas no vielu viedokļa, kas ļauj veikt rūpnieciskās sintēzes, lai iegūtu daudz dažādu produktu. Bioloģijas stundās tiek ņemti vērā bioloģiskie katalizatori. 9. klase nozīmē molekulārās bioloģijas un bioķīmijas pamatiem pētījumu. Tāpēc šajā izglītības posmā skolēni iegūst zināšanas par enzīmiem kā aktīvām vielām dzīvo būtņu organismos.

Nodarbībās tiek veikti eksperimenti, kas apstiprina šo vielu ķīmisko aktivitāti noteiktos temperatūras diapazonos un barotnes pH:

  • pētījums par ūdeņraža peroksīda kā katalizatora ietekmi uz neapstrādātiem un vārītiem burkāniem;
  • ietekme uz gaļu (termiski apstrādāti un neapstrādāti), kartupeļi un citi produkti.

Fermenti cilvēka ķermenī

Katrs skolnieks, pietiekami izglītots unšķērsoja vidējā izglītības līmeņa līniju, zina, kādus bioloģiskos katalizatorus sauc. Fermentu struktūrai ir stingri specifiska specializācija. Tāpēc katram procesam var nosaukt tā katalizējošo aģentu.

bioloģiski katalizatori ar olbaltumvielu dabu

Tātad, visus ķermeņa fermentiem var iedalīt vairākās grupās:

  • oksidoreduktāze, piemēram, katalāze vai spirta dehidrogenāze;
  • transferase-kenaze;
  • hidrolāzes svarīgi Iztvaicēšanai: pepsīns amilāzes, lipoproteīdu lipāzi, esterāzes un tamlīdzīgi;
  • ligases, piemēram, DNS polimerāze;
  • izomēri;
  • lyase.

Tā kā visiem šiem savienojumiem ir proteīnsraksturs, kā arī komplekss vitamīnu sastāvā, drudzis ir pilns denaturēšanas struktūru, un līdz ar to izbeigšanu visu bioķīmisko reakciju. Šajā gadījumā ķermenis ir tuvu nāvei. Tāpēc augsta ķermeņa temperatūra slimības laikā ir jānoņem.

Proteīna katalizatoru izmantošana rūpniecībā

Bieži vien fermentus izmanto dažādās nozarēs:

  • ķīmiskās vielas;
  • tekstila;
  • ēdiens.

Veikalu plauktos var redzēt tīrīšanas produktus un mazgāšanas pulverus, kas satur fermentus - tie ir ferenti, kas uzlabo apģērba mazgāšanas kvalitāti.

jo tiek saukti par bioloģiskiem katalizatoriem

Kāpēc mums vajag bioloģiskos katalizatorus?

Pārvērtēt to nozīmi ir grūti. Galu galā, tie ne tikai ļauj dzīvo organismu dzīvot, elpot, ēst, izmantot vielmaiņu, bet arī dod mums iespēju, lai iznīcinātu rūpniecības atkritumus, saņemt medikamentus, lai aizsargātu un saglabātu savu veselību un vidi.

Lasīt vairāk: